固相法合成LiFePO_4/C正极材料的电化学性能

以廉价原材料FeSO4·7H2O为铁源,以蔗糖为碳源,采用固相法合成了锂离子电池正极材料——LiFePO4/C复合材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试技术对不同铁源合成的LiFePO4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究。结果表明:合成的样品具有均一的橄榄石型结构,以FeSO4·7H2O为铁源合成的LiFePO4/C复合材料的循环性能和高倍率放电性能均优于以FeC2O4·2H2O为铁源合成的LiFePO4/C复合材料的;由FeSO4·7H2O合成的LiFePO4/C复合材料的5C倍率放电比容量为105.9mA·h/g,经循环30次后,容量仍高达105.2mA·h/g。

水热法合成尖晶石型Li_4Ti_5O_(12)及其电化学性能

以钛酸丁酯和乙酸锂为原料、三乙醇胺为结构导向剂,通过水热法合成前驱物,然后采用固相烧结制备Li4Ti5O12,探讨不同的钛锂比和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM、恒电流充放电和循环伏安测试对其进行表征。结果表明:当钛和锂的摩尔比为1:0.82、煅烧温度为800℃时,制备得到平均粒径为200nm的纯相尖晶石型Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能;在0.1C倍率下,其首次放电比容量高达到181.7mA·h/g,经过50次循环后放电比容量仍有151.5mA·h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量仅为6μA·h/g;当电流倍率增大到2.0C时,其首次放电比容量仍然保持135mA·h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量为0.48mA·h/g。

球形高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备及其电化学性能

以化学共沉淀法制备的球形Ni0.25Mn0.75CO3为前驱体合成高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,探讨用前驱体与Li2CO3直接反应和用前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应两种工艺路线对LiNi0.5Mn1.5O4形貌和电化学性能的影响。用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对Ni0.25Mn0.75CO3前驱体和LiNi0.5Mn1.5O4样品进行表征,用充放电测试和循环伏安法对LiNi0.5Mn1.5O4样品进行电化学性能研究。结果表明：两种方法合成的LiNi0.5Mn1.5O4均具有尖晶石型结构。但以前驱体Ni0.25Mn0.75CO3直接与Li2CO3反应合成的LiNi0.5Mn1.5O4的一次粒子颗粒较大,形貌较差,性能也较差;而以前驱体分解后的氧化物与Li2CO3反应合成的LiNi0.5Mn1.5O4的形貌及性能均较好。在3.0~4.9 V的电压范围内,1C倍率下电池的放电比容量达到136.3 mA.h/g,循环100次仍有126.5 mA.h/g,且材料具有较好的倍率性能;5C倍率下的首次放电比容量高达120.7 mA.h/g。

碳化钙骨架碳负极材料的制备及电化学性能

以碳化钙为原料、新鲜氯气为刻蚀剂，在400～700℃范围内制备碳化钙骨架碳作为锂离子电池新型负极材料。用X射线衍射（XRO）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附实验、恒流充放电、交流阻抗（EIS）等对碳化钙骨架负极材料进行表征及电化学性能测试，并探讨制备温度对碳化钙骨架碳结构和电化学性能的影响。结果表明：所有温度下制备的碳化钙骨架碳均为无定形碳材料，但随着制备温度的升高，材料出现部分石墨化倾向；600℃制备的碳化钙骨架碳具有良好的电化学性能，在0．1C充放电时，首次放电比容量为890．9mA·h／g，可逆容量为335．4mA·h／g，循环30次后的可逆容量为266．8mA·h／g。

酚醛树脂基活性炭微球的制备及其电化学性能

以苯酚和甲醛为原料,盐酸为催化剂,制备醇溶性酚醛树脂前驱体,探讨炭化温度对炭微球性能的影响,并将炭微球在3 mol/L HNO3溶液中活化后得到活性炭微球。利用红外光谱、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安、恒流充放电、循环寿命等对该材料进行表征及电化学性能测试。研究结果表明:炭微球的最佳炭化温度为750℃,在该温度下制备的炭微球具有良好的球形形貌,其结构为部分石墨化的无定形炭;活性炭微球作为电容器电极材料具有良好的电化学性能,在1 mV/s扫描速度下比电容达到247.8 F/g;在0.5 A/g电流密度充放电下扣式超级电容器比电容高达60 F/g,且充放电循环5 000次后比电容几乎没有衰减。

高性能Li_4Ti_5O_(12)的合成及其电化学性能研究

以无定型TiO2和氢氧化锂为原料,通过固相法合成了Li4Ti5O12.探讨了锂盐过量的质量分数和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM和恒电流充放电测试对其进行了表征.结果表明,当锂盐质量分数(ω)过量8%、煅烧温度为800℃时,得到了平均粒径为1.1μm的尖晶石型Li4Ti5O12,并具有最佳的电化学性能.0.1C倍率下首次放电比容量高达到170.18 mAhg-1,经过50次循环后放电比容量仍有139.81 mAhg-1,从第4次到第50次循环容量保持率为91.27%.当放电电流增大到1.0C时,首次放电比容量仍然保持在141 mAhg-1以上,经过50次循环后,比容量为107.33 mAhg-1,从第4次到第50次循环容量保持率仅为77.74%.

阳离子Fe位掺杂对LiFePO_4正极材料电化学性能的影响

以蔗糖为碳源,采用高温固相法制备了Fe位掺杂不同阳离子(Al 3+,Ni 2+和Mn2+)的LiFe0.97M0.03PO4/C(M=Al,Ni,Mn)锂离子电池正极材料.用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)等研究了不同阳离子Fe位掺杂(Al 3+,Ni 2+和Mn2+)对LiFePO4的结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明:阳离子Fe位掺杂没有改变LiFePO4的晶体结构,但是减小了LiFePO4材料的粒径,最终改善了LiFePO4的电化学性能.特别是LiFe0.97Mn0.03PO4/C材料具有更好的电化学性能,在0.1C和1C下放电,LiFe0.97Mn0.03PO4/C材料的首次放电比容量分别为162mAhg-1和140mAhg-1,且1C充放电倍率下循环50次后容量保持率仍然为98%.

锂含量对富锂正极材料Li_(1+x)[Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)]_(1-x)O_2(x=0.091,0.115,0.138)结构、形貌及电化学性能的影响

通过共沉淀方法制备了不同锂含量的球形富锂正极材料Li1+x[Ni0.5Co0.2Mn0.3]1-xO2(x=0.091,0.115,0.138).采用XRD、SEM和电池充放电测试仪研究了不同锂含量对于球形富锂正极材料结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:增加锂含量不会改变富锂正极材料Li1+x[Ni0.5Co0.2Mn0.3]1-xO2的晶体结构,但是随着锂含量的增加,球形粒子中一次粒子粒径逐渐增大.当x=0.115时,球形Li1.115[Ni0.5Co0.2Mn0.3]0.885O2粒子的一次粒子大小适中,并且材料具有最佳的电化学性能.在2.0～4.8V范围内,0.1C倍率对材料进行活化,放电比容量高达230mAhg-1.在2.0～4.6V范围内,0.2C循环50次后容量的保持率为84%.0.2C,1C,2C不同倍率下的放电容量分别为209.3mAhg-1,156.1mAhg-1和113.0mAhg-1.

Li_2CO_3-LiOH低共熔锂盐体系合成LiMn_2O_4及其电化学性能

以电解二氧化锰(EMD)为锰源,分别以L i2CO3-L iOH低共熔锂盐体系、L iOH和L i2CO3为锂源,通过固相法合成尖晶石型的L iMn2O4正极材料.利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电化学测试技术对不同条件下合成的L iMn2O4的结构、形貌及电化学性能进行了研究.结果表明,三种锂源合成的产物均为单一的尖晶石型L iMn2O4,但是由L i2CO3-L iOH低共熔锂盐体系合成的L iMn2O4粒径均小于由L iOH和L i2CO3合成的L iMn2O4;低共熔锂盐体系合成L iMn2O4的容量、循环性能及倍率性能均优于由L iOH和L i2CO3合成的L iMn2O4.由低共熔锂盐体系合成L iMn2O4正极材料0.1 C和1 C的首次放电容量分别为133 mAhg-1和110 mAhg-1,循环30次后,容量保持率分别为87%和86%.

不同方法合成LiVPO_4F/C的电化学性能研究

以葡萄糖、NH4H2PO4、V2O5和LiF为原料,分别通过液相法和固相法合成了锂离子电池正极材料LiVPO4F/C复合材料,并通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电化学测试技术对复合材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,两种方法所合成复合材料均由三斜结构的LiVPO4F与碳组成;液相法所合成的材料首次放电比容量分别为133.7(0.2 C)、124.9 mAh/g(0.5 C)和118.7 mAh/g(1 C),明显高于相同测试条件下固相法所合成材料的首次放电比容量[131.2(0.2 C)、121.4 mAh/g(0.5 C)和104.9 mAh/g(1 C)],并且液相法合成的复合材料循环性能优于固相法合成的复合材料;液相法合成的LiVPO4F/C复合材料具有良好的循环性能和倍率性能,其2 C和5 C的放电比容量分别高达114 mAh/g和98 mAh/g,循环50次后,容量损失率均小于1%。

锂离子电池用PVdF/PMMA电纺膜的制备及电化学性能(英文)

通过电纺法制备PVdF/PMMA纤维膜.电纺膜的形貌,结构和热行为分别用扫描电镜(SEM),红外(FT-IR),差热扫描量热法(DSC)表征.将电纺膜浸入1 mol/L LiClO4/EC+PC(1∶1,V/V)溶液中,从而得到聚合物电解质.对聚合物电解质的电化学性能如离子电导率,电化学稳定性,界面阻抗和电池性能也进行了研究.结果表明,PMMA的加入增加了聚合物电解质的离子电导率,提高了聚合物电解质的电化学稳定性.PVdF/PMMA聚合物电解质的室温离子电导率高达3.5 mS/cm,电化学稳定性达5.1 V.PMMA的加入降低了界面阻抗.另外,由PVdF/PMMA聚合物电解质组装的Li/PE/LiFePO4电池具有良好的循环性能.试验表明,电纺法可能很有希望应用于制备微孔PVdF/PMMA聚合物电解质.

纳米CuO表面包覆对Li1.13[Ni0.5Mn0.5]0.87O2正极材料电化学性能的影响

为了提高球形Li_（1.13）[Ni_（0.5）Mn_（0.5）]_（0.87）O_2正极材料的电化学性能,通过非均匀成核法在材料颗粒表面包覆一层纳米CuO;采用XRD、SEM、TEM和充放电测试仪对所包覆材料进行测试与表征。结果表明：适量的CuO包覆可有效地提高Li_（1.13）[Ni_（0.5）Mn_（0.5）]_（0.87）O_2正极材料的电化学性能;当CuO包覆量为2%（质量分数）时,材料的电化学性能最佳。在0.1C、2.0~4.6 V充放电条件下,其首次放电容量为213.7 m A·h/g,首次库仑效率可达86.9%。此外,该材料在0.5C倍率下循环100次后其放电比容量仍为169.5 mA·h/g,容量保持率为79.3%;而未经包覆的Li_（1.13）[Ni_（0.5）Mn_（0.5）]_（0.87）O_2在相同循环条件下,容量保持率仅为65.5%。

共沉淀法制备LiMn_(2-x)Co_xO_4正极材料及其电化学性能(英文)

以LieCO3、Mn（Ac）2·4H2O和Co（Ac）2·4H2O为原料，通过简单的共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiMn2-xCoxO4（x=0，0．05，0．1，0．2，0．3，0．4，0．5），并用X-射线衍射光谱（XRD）、红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）以及电化学测试方法，研究Co掺杂量对LiMn2-xCoxO4（x=0～0．5）正极材料的物理性能和电化学性能的影响，结果表明，在所有的LiMn2-xCoxO4（x=0，0．05，0．1，0．2，0．3，0．4，0．5）样品中，LiMn1．9Co0．1O4具有最高的容量和最好的循环性能，0．5C倍率的放电容量高达121．4mAh·g-1，循环30次后容量仍保持119mAh·g-1．

LiFe_(0.95)Ni_(0.02)Mn_(0.03)PO_4/C的合成及电化学性能

采用高温固相法合成Ni2+、Mn2+共掺杂的LiFe0.95Ni0.02Mn0.03PO4/C正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学测试技术等研究材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:Ni2+和Mn2+共掺杂后的LiFe0.95Ni0.02Mn0.03PO4/C材料仍然具有LiFePO4/C橄榄石型晶体结构,且掺杂后材料的放电比容量和循环性能都得到显著改善。在0.1C和1C下放电时,未掺杂LiFePO4/C的首次放电比容量仅分别为153和140 mA.h/g,而Ni2+、Mn2+共掺杂的LiFe0.95Ni0.02Mn0.03PO4/C材料首次放电比容量分别为165和145 mA.h/g,且在1C下循环100次后容量保持率仍然为97.6%。

锂离子电池用Na-Mn-O材料的合成及应用

Na-Mn-O材料可作为离子交换法制备层状LiMnO2的前体,同时也可以直接作为锂离子电池的正极材料,被认为是锂二次电池研究中很有前景的新型材料。本文重点介绍了Na-Mn-O材料的晶体结构、制备方法,以及以该材料为前体,通过离子交换法合成的LixMnO2正极材料的结构与电化学性能。同时讨论了Na-Mn-O材料在锂二次电池、钠离子电池以及其它一些方面的应用,分析了Na-Mn-O材料作为未来锂二次电池正极材料的发展趋势。

静电纺丝技术在锂离子电池正极材料中的应用与展望

静电纺丝技术是一项新兴的制备纳米纤维、纳米带及纳米纤维膜等结构的技术,近些年来,越来越广泛地应用到生物医药、材料工程中。主要介绍了静电纺丝技术的原理、发展过程及其在锂离子电池正极材料中的应用与展望。

LiFePO_4/C复合材料的固相合成及碳源的影响

以FeSO4.7H2O为铁源,用固相法合成了正极材料橄榄石型LiFePO4/C复合材料,研究了焙烧温度、反应时间和碳源对产物结构、形貌及电化学性能的影响。用蔗糖作碳源,在700℃下煅烧15 h制得的样品,具有均一的橄榄石型结构,在电流为17 mA/g(0.1C)时的首次放电比容量为151 mAh/g,循环性能良好。

以Mn_3O_4为前驱体制备尖晶石型LiMn_2O_4及其性能

采用改进的固相反应法合成了高性能的锂离子电池正极材料LiMn2O4。首先,以廉价的MnSO4为原料,通过水解氧化法制备纳米级Mn3O4前驱体;然后,将Mn3O4和Li2CO3混合均匀,在750℃固相反应20 h,得到尖晶石型LiMn2O4。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对Mn3O4前驱体和LiMn2O4样品进行表征,用充放电测试和循环伏安技术对LiMn2O4样品进行电化学性能研究。结果表明：所制备的LiMn2O4具有完整的尖晶石型结构,且晶体粒子分布均匀。所制备的LiMn2O4材料在3.0~4.4 V之间,室温（25℃）下,在0.2C倍率下首次放电比容量为130.6 mA.h/g;在0.5C倍率下首次放电比容量为127.1 mA.h/g,30次循环后,容量仍有109.5 mA.h/g,且样品具有较好的高温性能。

矿山机车用中等功率型锂离子电池制备技术

分别以LiFePO4、人造石墨为正、负极活性物质,成功研制出可替代铅酸电池用于矿山机车、额定容量为23 Ah的中等功率4866135型方型钢壳锂离子电池.针对矿山机车使用工况,提出了锂离子动力电池的设计依据和各项工艺参数,重点研究了电池的荷电特性、功率特性和安全性能.测试结果表明,4866135型锂离子电池5 C倍率的持续放电质量比功率高达354.6 W/kg,1 C循环450周,容量保持率在86%以上.安全性能测试表明,电池可靠性高,各项技术指标均达到了设计要求.

MoO_3包覆对锂一次电池CuF_2正极材料性能的影响

通过球磨CuF2和MoO3的混合物,制成CuF2/MoO3复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究CuF2/MoO3复合材料的结构和电化学性能。结果表明:MoO3晶粒均匀地附着在CuF2的表面,形成均匀的导电网,从而使制备的CuF2/MoO3复合材料具有高导电性,可作为锂一次电池正极活性材料。以0.1C倍率放电,截止电压为1.5V,CuF2/MoO3复合材料放电比容量高达483mA·h/g,放电电位平台为2.5V,明显高于CuF2正极材料的278mA·h/g,接近其理论容量528mA·h/g。