正极材料尖晶石LiMn2O4掺杂Ce6+的合成与性能研究

由高温固相法合成了锂离子电池正极材料尖晶石LiCexMn2-xO4(x=0～0.5),并经XRD和电化学等测试。实验结果表明,材料LiCe0.03Mn1.97O4在常温和高温下都具有较好的循环性能和电化学性能。     

尖晶石型LiMn1.925Co0.025Ti0.025Sn0.025O4的合成及性能研究

利用高温固相法制备了尖晶石型LiMn2O4、LiMn1．925Co0．075O4、LiMn1．925Co0.0375Ti0.0375O4、LiMn1．925Co0．025Ti0.025Sn0.025O4锂离子电池正极材料，并用XRD、充放电测试、循环伏安、电化学阻抗测试等研究了其结构和电化学性能．结果表明：掺杂样品均为单一尖晶石结构，在0．2C和3．0-4．2V条件下恒流充放电，发现掺杂后材料的循环性能有很大改善，其中LiMn1．925Co0．025Ti0．025Sn0．025O4具有较高的放电容量，50次循环后容量衰仅为7．97％．活性物质在不同的电位下具有不同的电化学特性，电化学阻抗谱明显不同，并对其进行了解释．     

喷雾干燥法制备LiMn1．5Ni0．5O4及其电化学性能

采用喷雾干燥方法合成了高电压锂离子电池正极材料LiMn1.5Ni0.5O4，并研究了其电化学性能。研究发现，室温条件下，在3．20～4．95V的充放电电压范围，LiMn1.5Ni0.5O4的首次可逆容量为132mAh／g，并显示出良好的循环性能，在3．20～4．50V和4．50—4．95V两个电压区间内，首次可逆容量分别为25和100mAh／g。而在高温下，该电极材料的电化学性能发生了明显的改变。     

LiLaxMn2-xO3．95F0．05的结构及电化学性能研究

采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)和电化学测试对高温固相合成尖晶石LiLaxMn2-xO3.95F0.05(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)结构和电化学性能作了研究.La的掺杂稳定了材料的八面体结构,使LiLaxMn2-xO3.95F0.05的循环性能优于LiMn2O4和LiMn2O3.95F0.05,同时F的掺杂保证了材料的初始容量,LiLa0.02Mn1.98O3.95F0.05充放电30循环后,放电比容量保持在114.6mAh·g-1,使得材料具有较好的性能.     

喷雾干燥法制备LiMn 1.5Ni 0.5O4及其电化学性能

采用喷雾干燥方法合成了高电压锂离子电池正极材料LiMn 1.5Ni 0.5O4,并研究了其电化学性能.研究发现,室温条件下,在3.20～4.95 V的充放电电压范围,LiMn 1.5Ni 0.5O4的首次可逆容量为132 mAh/g, 并显示出良好的循环性能,在3.20～4.50 V 和4.50～4.95 V两个电压区间内,首次可逆容量分别为25和100 mAh/g.而在高温下,该电极材料的电化学性能发生了明显的改变.     

溶剂组成对LiMn2O4正极材料电化学性能的影响

电解液的溶剂组成影响锂离子电池LiMn2O4正极材料的电化学性能.电解液在电极表面的氧化作用、电解液对电极材料的溶解性和电解液的电导率大小都是影响LiMn2O4电极容量、寿命以及电池倍率充放电性能的重要因素.本文研究了LiMn2O4正极材料在不同混合溶剂的电解液中的电化学性能,探讨了影响LiMn2O4正极材料性能的溶剂因素.     

多元掺杂尖晶石锰酸锂LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02的电化学性质研究

采用高温固相浸渍法合成了多元复合掺杂的尖晶石锰酸锂正极材料LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02.采用X衍射分析仪、扫描电镜、马尔文激光粒径分析仪、电化学工作站以及充放电分析仪等设备表征了材料的电化学性能与特性.XRD表明所合成的材料具有良好的尖晶石型结构特征,所掺杂是元素Co,La分别占据了元素Mn的位置,元素Cl占据了元素O的位置.合成材料LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02比材料LiMn2O4有更好的电化学特性,150次循环后的比容量保持率在91.7%.     

前驱体制备工艺条件对 FePO4.2H2O 和 LiFePO4性能的影响

以九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和二水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O)为原料,采用反加沉淀法制备FePO4·2H2O前驱体。将FePO4·2H2O,Li2CO3和葡萄糖混合均匀后经高温固相烧结得到LiFePO4/C锂离子正极材料。考察前驱体反应温度、溶液的pH和滴加速度对FePO4·2H2O颗粒形貌、粒径以及LiFePO4的电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)和激光粒度分析仪(LPSA)对样品的形貌和粒径进行表征。实验结果表明:FePO4·2H2O颗粒的粒径和分散性影响LiFePO4/C锂离子正极材料的电化学性能,粒径较小且均匀分散的前驱体制得的LiFePO4的电化学性能较好。优化条件下制得的前驱体颗粒为片状,平均粒径为1.08μm。相应的LiFePO4在0.1C充放电倍率下的首轮充电容量为159.3 mA·h/g,放电容量为159.0 mA·h/g,首次充放电效率为99.8%。材料表现出良好的循环倍率性能和结构稳定性。     

锂离子电池正极材料——Li3 V2 (PO4)3 的合成及其性能研究

以LiOH·H2O,NH4H2PO4和V2O5为原料,加入导电碳,用高温固相法合成Li3V2(PO4)3;以LiOH·H2O,NH4H2PO4,NH4VO3为原料,柠檬酸作为还原剂和碳源,用溶胶凝胶法合成Li3V2(PO4)3,并对材料的化学电化学性能进行了研究.     

固体电解质Li_5La_3Ta_2O_(12)包覆LiMn_2O_4的改性研究

采用溶胶-凝胶的方法低温制备石榴石结构的固体电解质Li5La3Ta2O12,并用其包覆Li Mn2O4来改善材料的电化学性能。通过XRD,SEM和TEM等表征手段对材料的结构和形貌进行分析,并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试分析材料的电化学性能。研究结果表明:Li5La3Ta2O12包覆的Li Mn2O4材料与未包覆的材料相比,其电化学性能得到明显改善,经过150次循环后包覆材料的放电比容量保持率为92%,在高倍率10C(C为倍率)下包覆材料放电比容量为61.2 m A·h/g,而未包覆材料放电比容量仅为40.7 m A·h/g;包覆Li5La3Ta2O12后,Li Mn2O4的阻抗明显减小,大幅度提高了其循环性能和倍率性能。     

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。     

微波烧结制备掺杂纳米TiO2的Li1+xMxV3O8的研究

以LiOH·H2O、NH4VO3和TiO2为原料,采用微波烧结方法合成了掺杂纳米TiO2的Li1＋xMxV3O8材料。研究了掺杂量对电化学性能的影响。充放电实验、XRD、FTIR、荧光测试等现代手段被用于研究掺杂对样品充放电性能的改善作用。结果表明,当TiO2的掺杂量为0．1mol时,Li1＋xMxV3O8材料的电化学性能得到最佳改善。荧光测试表明,掺杂样品和未掺杂样品均具有发光性能。     

锂铌氧化物包覆改性Li[Li_(0.2)Co_(0.13)Ni_(0.13)Mn_(0.54)]O_2的研究

采用高离子导电率、电化学惰性的锂铌氧化物对富锂层状材料Li[Li0.2Co0.13Ni0.13Mn0.54]O2进行包覆改性研究.Li[Li0.2Co0.13Ni0.13Mn0.54]O2通过共沉淀-高温固相法合成,不同包覆量的复合材料通过一个简单的化学水解沉积的方法得到.研究了包覆材料的结构随温度变化对其主体材料结构、形貌及电化学性能的影响.XRD测试表明,包覆材料结构从LiNbO3(500℃)、LiNbO3-Li3NbO4(600~700℃)的混合相,到Li3NbO4(800℃)发生递变.包覆材料的电化学循环性能得到提升,混合相存在时尤为显著.     

立体碳包覆钛掺杂LiFePO_4的制备及高低温性能研究

以高价的Ti 4+为掺杂离子、聚乙烯醇(PVA)为碳源,通过高温固相法制备了原位立体碳包覆的LiFe0.96Ti0.02PO4/C正极材料.采用XRD,SEM,TEM及EDS对材料的微观结构进行了表征,通过循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电实验测试材料的电化学性能.结果表明,PVA的热解碳导电优良且最易于实现原位立体包覆LiFePO4,经过原位立体碳包覆和钛掺杂综合改性后,活性材料在不降低原有高温结构稳定性的前提下,具备了更优良的低温电化学性能和倍率性能:于0℃时0.1C和30℃时5C的放电比容量分别为128.7mAh/g和97.4mAh/g.     

Li4Ti5O12作为混合电化学电容器负极材料的电化学性能

通过XRD,SEM,BET及电化学测试等手段研究了高温固相合成条件对尖晶石Li4Ti5O12粉体结构、形貌、孔径分布的影响及其在Li4Ti5O12/C混合电化学电容器中的电化学性能.研究表明:采用800.℃合成温度,保温2.h的合成条件获得的尖晶石Li4Ti5O12中孔发达,电化学性能良好,其比表面积为4.4.m2·g-1.该样品采用175.mA·g-1充放电时的比容量约为150.mAh·g-1,功率特性和循环性能良好.     

Mn_3O_4/CNTs正极材料的制备及其电化学性能研究

针对水系镁离子电池正极材料循环不稳定及电化学性能差的问题,采用Mn3O4作为水系镁离子电池正极材料,通过简单的溶液共沉淀法将Mn3O4与碳纳米管(CNTs)原位复合形成Mn3O4/CNTs。经X射线粉末衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)、通射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和循环伏安(cyclic voltammetry,CV)及充放电测试等表征,结果表明CNTs表面均匀附着尖晶石型Mn3O4纳米颗粒,提高了Mn3O4电极的导电性和电化学性能。Mn3O4/CNTs正极材料在100 m A/g下表现出305 mAh/g的比容量及长循环寿命,远高于Mn3O4的电池性能。Mn3O4/CNTs材料作为水系镁离子电池正极材料具有潜在的应用价值。     

LiFePO4/C的低成本制备及电化学性能研究

以FePO4.2H2O,Li2CO3和蔗糖为原料,采用碳热还原法合成LiFePO4/C材料.高温合成时采用木炭粉代替惰性气体保护以降低成本,对样品进行X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试和电化学性能分析.结果表明:当合成温度为650℃时合成的材料具有较好的电化学性能,0.1倍率下首次放电比容量为153.0 mA.h/g,30次充放电循环后容量保持率为95%,具有良好的循环性能.     

锂离子电池La2O3包覆LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2正极材料的制备

采用液相共沉淀法与高温固相法合成了La2O3包覆Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2的锂离子电池正极材料,采用XRD和电化学方法表征了材料的结构与电化学性能.结果表明,在1 000 ℃焙烧10 h制备的Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2材料经包覆2%的La2O3后,具有较佳的电化学性能.其0.1 C倍率首次放电容量和首次充放电效率分别为151.2 mAh·g-1 和83 8%,首次循环后的交流阻抗为162.2 Ω,以0.2 C倍率循环20次后的放电容量为140.7 mAh·g-1 .     

碳钢在高温高浓度溴化锂溶液中腐蚀行为

通过电化学测试技术和化学浸泡方法 ,在高温 5 5 %LiBr溶液中研究了Na2 MoO4 对碳钢的腐蚀行为 .结果表明 ,Na2 MoO4 作为阳极型缓蚀剂抑制了碳钢的阳极活性溶解 ,表面膜主要由Fe3 O4 构成 ,Mo元素参与了成膜过程 .在 5 5 %LiBr+0 .0 7mol/LLiOH溶液中添加 15 0mg/LNa2 MoO4 时 ,可有效地改善碳钢的耐蚀性能 .     

以竹纤维为模板制备微米管状Li4Ti5O12负极材料

以竹纤维为模板,Ti(OC4H9)4和Li(Ac).2H2O为原料,用模板法制备锂离子电池微米管状Li4Ti5O12负极材料。采用XRD,SEM,BET,充放电实验和交流阻抗等对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。研究结果表明:制备的微米管状Li4Ti5O12负极材料由尖晶石型纳米Li4Ti5O12颗粒构成,具有较大的比表面积,该材料具有良好的电化学性能,在0.5~3.0 V,0.1C倍率下的首次放电比容量为178 mA.h/g,充放电循环100次后放电比容量仍保留162 mA.h/g,且倍率性能优异。