LiNixMn2-xO4对锂离子电池材料LiCoO2的表面改性研究

在锂离子电池正极材料LiCoO2表面上修饰LiNixMn2-xO4来改善LiCoO2在循环过程中的容量衰减问题.对所得产物进行了XRD、SEM表征,并进行了充放电容量测试和交流阻抗测试.通过XRD和SEM,发现LiNixMn2-xO4修饰没有改变材料的晶体结构.在电化学性能测试中,由于包覆LiNixMn2-xO4可以减少材料与电解液的直接接触,最大程度地减缓电极材料在电化学循环时结构遭到破坏,在修饰量较小(3 5%)时,该改性方法改善了LiCoO2电极的循环性能,69次循环后放电比容量没有衰减,且大大地提高了平台效率.     

掺钒尖晶石型LiVxMn2-xO4的合成和性能

采用低温液相合成了锂离子二次电池正极材料LiVxMn2-xO4.X-射线衍射测试表明,添加了适量钒的LiVxMn2-xO4具有尖晶石型结构.循环伏安实验证实,钒的加入能促进活性材料中电荷传递,稳定尖晶石的结构,使电极材料更能承受锂离子在其中的嵌入和脱出.因此,改善了电极反应的可逆性,提高了正极材料的电化学性能.恒电流充放电实验进一步证明,钒能改善合成材料循环性能,抑制电池循环过程中,正极活性物质的比容量衰减,延长了电池的循环寿命.     

Al2O3/LiAlO2表面包覆改性LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正极材料研究

三元正极材料因比容量高、成本低和较为环保而备受研究者的关注和青睐,但其循环稳定性与倍率性能较差。通过固相包覆法制备了纳米Al₂O₃以及LiAlO₂包覆的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料,对所制备材料的结构及形貌进行系统表征,结果表明,两种包覆均在保持正极材料结构的基础上成功形成了表面包覆层。电化学性能测试表明,用质量分数为1%的Al₂O₃包覆时,其初始放电容量从原始材料的159 mA·h·g^-1提升至162.57 mA·h·g^-1,循环35次的容量保持率由74.38%提升至94.89%;用质量分数为3%的LiAlO₂包覆时,初始放电比容量提升至164.85 mA·h·g^-1,前35次的容量保持率较未包覆材料均有所提高。此外,经包覆后正极材料循环性能和倍率性能均有所提高,电压衰减和电化学阻抗降低,...     

锂离子电池正极材料Li2FeSiO4的改性

采用高温固相反应法在氩气气氛下合成锂离子电池正极材料Li2FeSiO4、Li2FeSiO4/C和Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C,并采用X线衍射、扫描电镜和电化学方法研究材料的结构与性能.研究结果表明:改性后的Li2FeSiO4/C和Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C材料与Li2FeSiO4具有相同的晶体结构,锰离子掺杂和表面碳包覆有效地提高了材料的比容量和循环性能.以C/16倍率充放电,Li2FeSiO4/C的首次放电容量为112mA·h/g,Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C材料首次放电容量达122 mA·h/g,充放电循环30次后容量衰减仅为9％.     

尖晶石型LiMn2O4电池材料的研究现状

对尖晶石型LiMn2O4电池正极材料的制备和性能,以及掺杂、表面修饰等的研究现状做了简要评述,分析了对LiMn2O4容量衰减的改善及循环性能提高的影响因素.     

镁离子掺杂对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

为了提高正极材料LiFePO4的电化学性能,采用两步固相法合成LiFe1-xMgxPO4/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)复合正极材料,并对所得样品进行XRD、SEM、以及充放电循环性能测试.测试结果表明:掺杂少量的Mg2+并没有影响材料的结构,所得样品都为单一的橄榄石型;充放电结果表明掺杂Mg2+为0.02的样品即LiFe0.98Mg<,002>PO4/C电化学性能最佳,在0.2C倍率下首次放电比容量为149.32 mAh/g,经过50个循环,仍然有138.37 mAh/g,衰减仅率为7.33%.     

尖晶石LiMn2O4掺杂改性研究进展

尖晶石型LiMn2O4是一种极有前途的锂离子电池正极材料，具有原材料资源丰富、价格低、环境污染小、合成工艺简单等优点，但在循环及存放的过程中，存在容量衰减，在高温情况下尤为严重．对尖晶石型LiMn2O4材料的容量衰减机理进行了探讨，并对该正极材料的金属离子掺杂改性研究进行了综述．     

锂离子电池正极材料Li1+xMn2-xO4的Jahn-Teller效应

锂离子电池正极材料在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。文章利用溶胶凝胶法制备富锂尖晶石Li1 xMn2-xO4,通过X射线衍射、晶格参数和cMn4 /cMn3 比值等参数,研究尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应;结果表明,当煅烧温度t=650℃,x=0.05时,有利于抑制Jahn-Teller效应。     

正极材料磷酸亚铁锂的共沉淀合成和Mn2+掺杂的研究

研究了以氢氧化锂、硫酸亚铁铵和磷酸氢二铵为原料,利用液相共沉淀法制备LiFePO4正极材料和掺杂Mn2 的LiFePO4改性正极材料,并对其进行XRD、SEM分析和电化学性能测试。分析得出,利用液相共沉淀法掺杂Mn2 的正极材料的初始放电比容量为132.9 mAhg-1,且循环10次后,容量仍有124.5 mAhg-1,容量衰减率仅为6.32%。表明少量Mn2 的掺杂没有改变LiFe-PO4的晶体结构,且使材料的电化学性能有所提高。     

Al^3＋、Cl^掺杂LiMn2O4的电化学性能研究

采用以柠檬酸为配位剂的溶胶-凝胶法制备了复合掺杂Al、Cl两种元素的锂离子电池正极材料LiMn2_xAlxO4_yCly.采用X射线衍射、透射电子显微镜及充放电循环等方法分析研究了不同掺杂量对材料结构、粒径及电化学性能的影响.结果表明,制备的样品具有良好的尖晶石结构,其中LiMn1.9A10.103.9C10.1的高温(55C)循环性能最佳,初始放电比容量为105.2 mAh/g,25次循环后容量仅衰减4.37%.显示Al-Cl复合掺杂能有效的改善尖晶石的高温电化学性能.     

碳包覆钾离子电池正极材料K0.5Mn2O4.3·0.5H2O的研究

锰基氧化物正极材料具有低成本、高容量和高能量密度等优点,是钾离子电池正极材料研究的热点.然而,由于正极材料与电解液直接接触,发生副反应,导致容量迅速衰减,限制了它的广泛应用.为解决这一问题,对正极材料采用表面包覆的改性策略,以多巴胺为碳源,采用溶剂热法在K_0.5Mn₂O_4.3·0.5H₂O正极材料均匀地包覆碳涂层.碳包覆层阻止了正极材料与电解液的直接接触,有效地抑制了副反应.结果发现:在电流密度为50 mA/g的条件下,添加占正极材料质量10%的多巴胺时,放电容量为89.8 mA·h/g,容量保持率为63.4%,表现出优异的电化学性能,而未包覆的正极材料的放电容量为68.8 mA·h/g, 循环100圈后容量保持率为32%.这种表面涂层策略为提高钾离子电池阴极的循环稳定性提供了一种新的改性方法.     

pH=5时水/乙二醇不同体积比对LiFePO_4/C电化学性能的影响

使用不同体积比的水/乙二醇作为溶剂,pH调至5,通过水热法制备出纯相的LiFePO_4,将其与质量分数10%的葡萄糖混合烧结,得到了含碳量不同的LiFePO_4/C材料.对所得产物进行XRD,SEM,TEM以及电化学性能测试,研究了具有不同形貌的产物对其的电化学性能的影响.结果表明不同形貌的LiFePO_4/C材料的电化学性能差异较大,其中pH=5条件下,水/乙二醇体积比为1∶1时材料的放电比容量最好,0.1C倍率下首次放电比容量为146mAh/g,充放电循环50次后,放电比容量没有明显的衰减,10C倍率下放电比容量为68mAh/g,充放电循环50次后,容量未见明显的衰减.     

尖晶石型Li-Mn-O多元素掺杂的高温电化学特性

采用高温固相浸渍法合成了多元复合掺杂尖晶石型锰酸锂Li 1.02MxMn 2-xQyO 4-y正极材料.XRD表征合成的产物均为良好的尖晶石型结构材料;SEM表明所合成的产物颗粒均匀且有良好的粒径分布.以该物质作为锂离子电池的正极材料组装成扣式电池,经充放电循环测试可知:多元素掺杂的尖晶石型锰酸锂正极材料Li 1.02CoaCrbLacMn 2-a-b-cFyO 4-y较富锂尖晶石和单元素Co、Cr掺杂的正极材料能够更好地抑制电池的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出很好的电化学可逆特性,80次循环后放电容量仍能保持94.5%以上;特别是高温(55 ℃)性能更加突出,40次循环后放电容量仍能保持102.1mA.h/g(91.5%)以上.作为锂离子电池的正极材料,该复合掺杂材料是众多取代钴酸锂材料中最具竞争力的材料之一,也有望成为锂离子动力电池的正极材料.     

Zn4 Si2 O7 (OH)2纳米带的合成及其电化学性能研究

以介孔氧化硅SBA-15为硅源,Zn(NO3)2·6H2O为锌源,碱性条件下于220 ℃进行水热反应,合成了束状纳米带形貌的异极矿Zn4Si2O7(OH)2·H2O. 产物经过500 ℃焙烧,对焙烧产物进行了XRD表征. 结果表明得到了产物Zn4Si2O7(OH)2,且由SEM表征可得焙烧后产物形貌无明显变化,仍为束状纳米带,长度约为十几微米. 以Zn4Si2O7(OH)2束状纳米带做为电极材料研究其电化学性能(锂电池组装材料为活性物质、乙炔黑、聚四氟乙烯,质量比为7:2:1),放电循环性能图表明在电流密度为0.1 A/g时,Zn4Si2O7(OH)2纳米带的首次放电比容量达到1 176 mAh/g. 但是,随着循环次数的增加,放电比容量逐渐衰减,可能在电化学反应过程中发生不可逆反应.     

LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的表面修饰及性能

锂离子电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用引起正极材料和电池性能的劣化。将 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 ,L i OH.H2 O和 H3BO3以摩尔比 10 0 :1:2均匀混合 ,5 0 0℃热处理 10 h,在 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 表面包覆上一层 L i2 O- 2 B2 O3玻璃层。用 X光电子能谱、扫描电镜和 X光衍射分析对包覆前后 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 的结构进行了表征。结果表明 ,表面修饰有效地抑制了 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 和电解液之间的恶性相互作用 ,材料的实际比容量提高 ,充放电循环稳定性改善 ,自放电速率减小。表面修饰处理是改善锂离子电池正极材料综合性能的有效途径     

离子交换法制备LiMn1-chCoxO2及其电化学性能

采用离子交换法制备出层状结构锂离子电池正极材料LiMn1-xCoxO2（0．1≤x≤0．5）。X射线衍射和扫描电镜进行分析表明材料具有明显的层状结构和良好的结晶性。电化学性能研究表明，LiMn0.5C0.5O2的最高放电容量为175mAh／g，并且具有良好的循环性能，在3．0～4．5V的冲放电电压范围内，经过20次循环，可逆容量达95％。对实验结果的研究表明，随着Co含量的增加，材料具有更明显的层状性能和更优的循环性能。     

(1-x)Li2MnO3·xLiNi1/2Mn1/2O2的低温固相制备及电化学性能研究

采用低热固相法在700 ℃合成了 (1-x)Li2MnO3·xLiNi1/2Mn1/2O2 (x=0.3, 0.5, 0.7)正极材料,并对其相组成、结构、微观形貌进行了表征,对电化学性能进行了测试. 实验结果表明,x=0.7时合成样品中出现尖晶石LiMn2O4相. X=0.3、0.5材料在循环中比容量逐渐升高,后续循环稳定性较好. Fe掺杂加速了x=0.5材料容量的上升,第二次循环时放电比容量高达189.5 mAh/g.     

新型材料Na_4MnV(PO_4)_3的电化学性质及其改性

用溶胶-凝胶法制备纯相Na_4MnV(PO_4)_3@C材料,对Na_4MnV(PO_4)_3@C进行石墨烯复合,通过降低材料中Mn含量抑制体系的Jahn-Teller效应,并利用恒流充放电方法测试材料的电化学性能.结果表明:Na_4MnV(PO_4)3@C作为钠离子正极材料,在2.5~4.0V下的比容量为105mA·h/g,平均电压为3.6V,30次循环后的容量保持率为63%;复合后的材料在30次循环后,容量保持率为71%;低锰材料Na_(3.5)Mn_(0.5)V_(1.5)(PO_4)_3@C在2.5~4.2V下的比容量为110mA·h/g,50次循环后的容量保持率为90%,材料的容量保持率得到大幅度提高.     

聚苯胺包覆Cu~(2+)掺杂KMn_8O_(16)正极材料的电化学性能

以KMn O4、Mn SO4和HNO3为原料,采用化学沉淀法合成KMn8O16纳米棒,用Cu2+和聚苯胺(PANI)对KMn8O16进行了掺杂、包覆改性的研究.通过XRD、TEM等技术对合成材料的结构和微观形貌进行了表征;采用恒流充、放电系统及交流阻抗测试法对合成材料的电化学性能进行测试.结果表明:Cu2+掺杂和PANI包覆得到的样品作为锂离子电池正极材料时,经过50次循环后容量仍有178 m Ah/g,具有较高的可逆比容量和优良的循环性能,为研究高比容量和循环性能稳定的新型锂离子电池正极材料提供方向.     

金属锡复合二硫化钼(Sn/MoS2)的制备及电化学性能研究

以(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O为钼源,以Sn_Cl_2·2H_2O为锡源,采用简单的溶剂热法经低温退火合成SnO_2-MoO_3前驱体;再进一步与硫氰化钾水热反应经低温煅烧即可得到Sn/MoS_2复合物.通过XRD,SEM等对合成材料的结构和形貌进行表征,采用恒流充、放电系统对合成材料的电化学性能进行了测试.结果表明:所合成的纯MoS_2纳米结构在作为锂离子电池负极材料时,具有较高的初始放电容量,但循环性能较差.所制得的Sn/MoS_2复合材料,大大改善了MoS_2的循环性能.当电流密度为100 m A·g~(-1)时,在0. 01 3. 0 V的电压窗口下循环70次后,Sn/MoS_2复合物的放电容量可以保持在725 m Ah·g~(-1),具有较高的可逆比容量和优良的循环性能,为研究高比容量和循环性能稳定的新型锂离子电池负极材料提供了实践依据.