ZnO包覆LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的制备及其电化学性能

通过共沉淀法合成了锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4,并使用Zn O对其表面进行包覆改性。通过X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、电化学阻抗图谱(EIS)、恒流充放电循环测试分析技术对所得材料进行测试与表征。结果表明:包覆未改变基体结构并且适量的ZnO包覆可以提高LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的电化学性能。当包覆量为1. 5%时,材料的电化学性能提升最为明显,室温0. 1C倍率和1C倍率下首次放电比容量分别为133. 15,132. 66 m Ah/g,充放电循环100次后容量保持率分别为96. 1%,90. 1%;在55℃高温1C倍率下首次放电比容量为126. 96 m Ah/g,充放电循环100次后容量保持率仍能达到77. 2%,而未包覆的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4在相同条件下容量保持率仅为42. 9%。     

不同锂源对富锂锰基Li_(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_2正极材料性能的影响

采用共沉淀的方法将含有一定比例的镍、钴、锰的醋酸盐溶液均匀混合,然后加入适量的沉淀剂Na_2CO_3制备前驱体Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)CO_3,与不同锂源(Li_2CO_3、LiOH)混合煅烧得到富锂锰基Li_(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_2正极材料.采用XRD和SEM分别对制备的(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_22的结构和表面形貌进行表征,采用恒电流充放电和循环伏安法对制备的(1.133)Mn_(0.466)Ni_(0.2)Co_(0.2)O_22的电化学性能进行测试.结果表明,以Li OH为锂源合成的样品在0.1C(1C=250 m A/g)倍率下首次充电比容量和放电比容量分别为330.1 m Ah/g和218.6 m Ah/g,首次库仑效率为66.23%,在1C倍率内表现为优秀的稳定循环比容量特性,但是在2C以及2C以上高倍率循环稳定性不及以Li_2CO_3为锂源合成样品的性能.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备及性能研究

以Ni SO4·6H2O、Co SO4·7H2O和Al2(SO4)3·18H2O为原料,氨水为络合剂,在碱性条件下通过液相共沉淀法制备了前驱体Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2。将前驱体与Li OH·H2O混合均匀后在氧气氛围下煅烧得到锂离子正极材料Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试仪对样品性能进行了表征。研究结果表明,在2.8~4.3V电压范围内,在0.1C、0.2C和1C的充放电倍率下,首次放电比容量分别为186.6m Ah·g-1、184.8m Ah·g-1和176.7m Ah·g-1;在0.2C倍率下循环10次后,放电比容量为177.6m Ah·g-1,容量保持率为96.1%;在1C倍率下循环40次后,放电比容量为150.1m Ah·g-1,容量保持率为85.0%。     

基于因子分析法的汽车零部件中心仓库选址模型

采用溶胶-凝胶法制备了单斜结构的Li Fe BO3/LBO复合材料(C2/c空间群).通过XRD,SEM,充放电测试、循环伏安、交流阻抗等手段分别对结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明,与不含LBO的Li Fe BO3相比,复合材料具有较高的放电比容量和良好的循环性能,尤其是当复合材料中含有15.1%LBO时,该材料在C/20倍率下获得了194.6m Ah/g的首次放电比容量,100次循环后放电比容量仍维持在137.0 m Ah/g.循环伏安和交流阻抗测试结果也表明,LBO含量为15.1%的复合材料中Li Fe BO3粒子之间的导电性明显得到改善.     

LiFeBO_3/LBO复合材料的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法制备了单斜结构的Li Fe BO3/LBO复合材料(C2/c空间群).通过XRD,SEM,充放电测试、循环伏安、交流阻抗等手段分别对结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明,与不含LBO的Li Fe BO3相比,复合材料具有较高的放电比容量和良好的循环性能,尤其是当复合材料中含有15.1%LBO时,该材料在C/20倍率下获得了194.6m Ah/g的首次放电比容量,100次循环后放电比容量仍维持在137.0 m Ah/g.循环伏安和交流阻抗测试结果也表明,LBO含量为15.1%的复合材料中Li Fe BO3粒子之间的导电性明显得到改善.     

富锂锰基正极材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)]O_2的纳米TiO_2掺杂改性

将共沉淀法制得的碳酸盐前躯体Mn_(0.75)Ni_(0.25)CO_3与Li_2CO_3以及不同量的纳米TiO_2均匀混合,并在900℃下烧结10 h得到Li[Li_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6-x)Ti_x]O2(x=0.00,0.01,0.02,0.05,0.10)正极材料,ICP(感应耦合等离子体)分析表明制备的材料组分基本符合最初的设计.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征发现,掺杂量达到一定程度时会改变基体材料的结构并对微观颗粒起到分散作用.电化学测试结果表明:Ti掺杂量为0.02的材料具有最佳的电化学性能:0.1C倍率下循环30次时量没有任何衰减;其在各倍率下的放电比容量较未掺杂材料均有7~13 m Ah/g的提升;0.1C倍率下30次循环的中值电压衰减为0.08 m V.EIS(电化学阻抗谱)测试结果表明Ti掺杂量为0.02的材料性能的提高可能来自于Ti掺杂对材料结构稳定性的改善.     

层状-尖晶石复合正极材料LiNi_(0.25)Mn_(0.75)O_(2.25)的制备与性能

以共沉淀法制备Ni0.25Mn0.75(OH)2,并以Ni0.25Mn0.75O2.25(OH)2为前驱体,在不同温度下与Li2CO3烧结制备Li Ni0.25Mn0.75O2.25。利用X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同温度下制备材料的结构和形貌进行表征。研究结果表明:制备的材料Li Ni0.25Mn0.75O2.25均具备层状和尖晶石型结构。800℃下制备的样品具有最好的电化学性能。在2.0~4.8 V电压范围内,该样品在0.1C倍率下的首次放电比容量达到250 m A·h/g,首次库仑效率为90.9%,循环50次后的容量保持率达到95.9%,10C放电比容量达到69 m A·h/g。800℃下制备的样品具有最小的电荷转移阻抗。     

长循环单晶镍钴锰三元正极材料的制备和表征

采用固相法制备出镍钴锰三元氧化物Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2的单晶材料,然后,进行镁、钛掺杂处理。采用XRD,SEM和恒流充放电等测试手段对材料的晶体结构、形貌和电化学性能等进行研究。测试结果表明,材料形成形貌良好的单晶颗粒,且经过镁、钛掺杂处理后的材料单晶形貌没有改变。掺杂镁、钛后,材料的电化学性能得到明显的改善,Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2的单晶材料掺杂镁、钛后容量从159.59 m Ah/g提升到162.57 m Ah/g,做成全电池后,2 C的放电效率从79.6%提高到了87.3%,1 C下循环300圈后的容量保持率从84.89%提高到92.9%。     

海藻酸辅助合成5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4

首次利用海藻酸为模板剂,辅助合成了Fd3m空间群结构的锂电正极材料Li Ni0.5Mn1.5O4,同时分析了其结构、形貌及电化学性能等.与普通共沉淀法相比,海藻酸辅助制备的样品表现出了良好的形貌特征和电化学性能.X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观察的结果表明:制备的材料结晶度较高,颗粒晶型完整并达到微-纳级别.充放电测试结果表明:0.2C第一次放电表现出127.8 m Ah/g的比容量,且50次循环保持率在99%以上.同时,循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试结果可很好的解释其容量较高的原因.     

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。     

真空铝热还原炼锂新工艺中富锂熟料的制备

常压煅烧氢氧化锂、氧化铝和氧化钙混合物得到富锂熟料,真空铝热还原该熟料得到金属锂及可制备氢氧化铝的12Ca O·7Al2O3型还原渣.研究了制团压力、煅烧温度、煅烧时间对煅烧烧损率及锂还原率的影响.结果表明:在制团压力为30 MPa,煅烧温度为750~800℃,煅烧时间为60~90 min的条件下,烧损率基本保持在34%左右;该条件所得富锂熟料在还原温度1 100℃,还原时间90 min,铝粉不过量的条件下进行真空铝热还原得到锂还原率较高.该煅烧工艺适用于真空铝热还原炼锂新工艺中富锂熟料的制备.     

水系负极材料磷酸钛锂的研究进展

介绍了水系锂离子电池的结构、原理、特点、发展现状,以及负极材料磷酸钛锂的特点,综述了磷酸钛锂性能提升改性方法,包括特殊结构改性、晶格掺杂、引入高效导电剂等磷酸钛锂的研究进展阐释了和发展前景.     

不同锂源和碳源对RAPET法合成LiFePO_4/C的影响

以自制的磷酸铁作为铁源和磷源,用高温自生压力法（即RAPET法）合成了LiFe-PO4/C复合材料,分别比较了以葡萄糖、蔗糖或柠檬酸为碳源和以碳酸锂或氢氧化锂为锂源所得LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）和充放电测试等方法,分别对样品的晶型和电化学性能等进行了表征和分析。结果表明：以柠檬酸为碳源、碳酸锂为锂源制备的LiFePO4/C复合材料电化学性能更优异,首次放电比容量达到166.1mAh/g。     

基于最小二乘法的锂离子电池参数辨识方法研究

目的 针对使用戴维南等效电路模型对锂电池进行参数辨识不够精确的问题,提出一种二阶 RC 等效电路模 型并对锂电池进行参数辨识。 方法 通过脉冲放电实验得到锂电池的相关数据,在 MATLAB 上使用最小二乘算法 对所建立的二阶 RC 等效电路进行参数辨识,并对不同 SOC(State of Charge)下锂电池各个参数的变化情况进行分 析,通过计算锂电池的端电压来判断参数辨识的精确度,最后将辨识结果与戴维南等效电路模型所辨识的结果进 行对比并分析。 结果 随着锂电池 SOC 下降,锂电池的各个参数会有轻微的波动,在锂电池的 SOC 处在较低的水平 时,锂电池的各个参数变化比较剧烈,这是由于锂电池的化学浓差极化所导致的,当将辨识的参数用来求解锂电池 的端电压时,随着时间的推移,发现锂电池的端电压的误差波动比较稳定,且最大误差不超过 0. 05 V,反观使用戴 维南等效电路模型求得锂电池的端电压误差波动比较大,且最大误差超过了 0. 08 V。 结论 在锂电池参数辨识上 二阶 RC 等效电路比戴维南等效电路更加准确,能够更好地描述锂电池的动静态特性,为后续对锂电池的荷电状 态估计提供了有力的基础。     

量子化学原理在锂离子电池研究中的应用

锂离子电池的发展强烈地依赖于相关材料的性能,因此对材料进行理论设计以寻找具有特定性能的材料以及对电池充放电过程中有关现象的理论解释已经成为材料研究的迫切要求.量子化学和现代计算技术的发展,已基本上能满足这一要求.本文综述了近年来量子化学原理在锂离子电池研究中的应用.重点评述了量子化学原理在锂离子电池电极材料平均插锂电压的预测、锂的嵌入-脱嵌机理研究、锂离子电池正极材料晶格畸变的研究以及其它物理化学性质的理论计算中的应用.     

锂离子二次电池的炭负极材料

论述了多种作为锂离子二次电池负极的炭材料的性能，结构特征与在电池反应过程中的特点及其影响因素，对于这些炭材料的进一步改进，开发出实用化的炭材料有一定理论和实践意义。     

Li/LiFePO<Subscript>4</Subscript> battery performance with a guanidinium-based ionic liquid as the electrolyte

A new guanidinium-based ionic liquid (IL) was investigated as a novel electrolyte for a lithium rechargeable battery. The viscosity, conductivity, lithium redox behavior, and charge-discharge characteristics of the lithium rechargeable batteries were investigated for the IL electrolyte with 0.3 mol kg⁻¹ lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) salt. Li/LiFePO₄ cells incorporating the IL electrolyte without additives showed good cycle properties at a charge-discharge current rate of 0.1 C, and exhibited good rate capabilities in the presence of a mass fraction of 10% vinylene carbonate or gamma-butyrolactone.     

锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响

为了研究锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响,设计了6组试验,水胶比0.35、砂胶比0.3和纤维掺量2％保持不变,锂渣掺量分别为0.2、0.3和0.4,粉煤灰作为对比组,进行单轴拉伸试验和抗压试验,并运用灰色关联法对试验结果进行分析.结果表明:锂渣掺量在0.3以下时,和易性良好,达到0.4时,黏稠度增强,和易性变差;随着锂渣和粉煤灰掺量的增加,复合材料的伸长率、抗拉强度和抗压强度先增大后减小,掺量在0.3时最优;灰色关联分析表明,锂渣和粉煤灰掺量对伸长率和抗拉强度有明显的影响,对抗压强度有一定影响.可见,用锂渣代替粉煤灰进行水泥基复合材料的配制是可行的.     

锂的城市矿产利用：前景、挑战及政策建议

 锂是重要的战略性资源,在电动汽车与能源存储技术中具有不可替代的作用。梳理了全球及中国锂资源储量、开采量、消费量的历史变化情况,并采用物质流分析方法,预测了2020-2080年全球锂资源供给量、需求量、报废量及城市矿产储量的变化趋势,阐明了开发锂城市矿产的必要性与紧迫性,并通过识别城市矿产利用的多重瓶颈从而提出了相应的应对策略。研究结果表明,未来全球锂资源的需求量、报废量及在用存量（城市矿产储量）将保持高速增长的态势,预计到2080年分别增长至约150万、115万、1840万t。其中,电池部门是主要的增长驱动力,电池产品的回收利用程度也将决定锂城市矿产的综合利用水平。假设未来无新增的经济可采储量且锂的回收利用率可以达到100%,锂的自然资源储量将在2080年左右消耗殆尽,将实现锂资源供给从天然矿产到城市矿产的巨大转变。而开发城市矿产将对降低中国锂进口依存度以及缓解原生锂开采的资源、能源、环境压力起到积极的促进作用。因此,亟需针对锂城市矿产利用的技术、经济和管理的多重瓶颈,制定相应的应对策略,保障未来锂城市矿产的高效、高质、高值、环保利用。     

盐湖卤水提锂技术及产业化发展

 据美国地质调查局2020年最新统计，已查明的世界锂资源量为8000万t，其中59%锂资源分布在盐湖中，寻找不同类型盐湖的提锂技术亟待解决。根据盐湖卤水中锂和其他伴生离子赋存特征，综述了沉淀法、膜法、萃取法、盐梯度太阳池法、吸附法等盐湖提锂技术发展现状，总结了锂资源生产流程，探讨了各种方法对不同镁锂比盐湖的适应性及优势。研究发现，盐湖提锂不能按照单一方法进行，要根据不同盐湖赋存类型进行提锂工艺的选择。沉淀法已经在低镁锂比盐湖中经过工业化生产验证；吸附法是目前在高镁锂比盐湖中综合效果最为理想的提锂技术，其吸附容量高、一步直接提锂、循环性能高、稳定性强；天然矿物改性吸附法是未来盐湖提锂产业化应重点关注的方向。