氧化镍钴锂(LiNi0.8Co0.2O2)为正极的高比能量18650型锂离子电池研究

对高比容量、低成本的氧化镍钴锂材料的合成及其在18650型锂离子电池中的性能进行了研究,合成出的批量5kg的氧化镍钴锂材料的放电比容量达到180mAh/g以上．以其为正极,MCMB和天然石墨为负极组装的一批18650电池,最高放电容量为2297mAh,质量比能量为190Wh/kg;电池100％DOD,800mA充放循环600次,容量为初始容量的65％;50％DOD,1A充放循环1000次,放电终了电压由3.45下降到2.98V;电池经过过充、过放、短路、挤压等安全试验,未发生起火、爆炸现象．对电极的制作工艺和电池的设计工艺进行优化,设计出的18650样品电池容量为2530mAh,质量比能量达到210wh/kg,体积比容量550wh/L．     

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。     

C_(1-x)M_x(M=Al,Si,x=0.1～0.3)复合材料的电化学嵌锂特性

用机械球磨法制备的C／Al、C／Si复合材料可作为镀离子电池的负极活性物质．研究结果表明，C_（0．7）Al_（0．3）和C_（0．8）Si_（0．2）（原子比）分别可以放出406mAh／g、和1039mAh／g的容量，远超过了原料碳的容量284mAh／g．经10次充放电循环、C_（0．7），Al_（0．3）放电容量衰退至251mAh／g．经20次充放电循环后C_（0．8）Si_（0．2）放电容量仍保持为749mAh／g．容量衰退主要是复合材料中包嵌入Al和Si部分容量衰退较快所致．     

离子掺杂对锂离子电池正极材料LiFePO4电化学性能的影响

采用一步高温固相合成法制备橄榄石型锂离子电池正极材料LixFe（1-y）MoyPO4／C,着重研究了不同锂铁比和铁位钼元素掺杂对材料的充放电性能的影响．结果表明：当Li：Fe=1．03：1时,磷酸铁锂的放电比容量和充放电循环性能最佳,首次放电比容量最高为100．8mAh／g;在富锂基础上,Mo掺杂的浓度为Li1.033Mo0.01Fe0.97PO4／C时,材料表现出的电化学性能最好,所能达到的最大比容量为144．8mAh／g．     

锂离子电池材Li1＋xZnxMn2-xO4电化学性质研究

采用溶胶-凝胶法合成了Zn^2＋取代的锂离子电池正极材料Li1＋xZnxMn2-xO4。结构研究结果表明,用这种方法可以在比固相反应低得多的温度下得到单相的尖晶石且制得的材料粒度均匀,粒径大多在150nm左右。半电池循环测试结果表明,起始组成为x=0．06的样品性能最佳,其与锂片组成的半电池在3．0V-4．6V间,以0．10mA／cm^2的电流密度进行充放电的首次充、放电容量分别为131．4mAh／g和129．2mAh／g,经35次循环后容量仍保持在100mAh／g。     

高密度的铜掺杂正极材料研究

通过掺杂过渡金属元素铜,成功得到了粉末振实密度超过2.8g/cm3的高密度的锂离子电池正极材料LiCoO2.其初始放电比容量超过140mAh/g,以1C倍率充放电300周后,容量保持率大于90%,显示出良好的循环性能.SEM照片显示材料颗粒致密、表面光滑,粒径主要分布在5～10μm.安全测试结果表明其达到安全标准.此类LiCoO2材料的应用将有利于提高目前锂离子电池的体积能量密度.     

正极材料LiFePO4的电化学性能的改进

采用固相反应法合成了LiFePO4正极材料，在20mA／g的电流密度下进行恒电流充放电，比容量可以达到135mAh/g，为了改进LiFePO4的性能，提高其高倍率性能，尝试了两种途径并合成出Li(Fe0．8Mn0．2)PO4和LiFePO4/C。低倍率充放电实验得出的两个样品的比容量分别可达到145mAh／g和144mAh／g，而且表现出了良好的循环性能和平坦的电压平台，以上两种方法制备出的材料均具有较好的高倍率性能。     

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。     

容量间歇滴定法测定LiCoO2中Li+的固相扩散系数

采用容量间歇滴定技术在充放电仪上测定了不同电压条件下嵌入型锂离子电池正极材料LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数.研究结果表明：在3.9～4.3 V电压范围内,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数的数量级为10^-13～10^-12cm^2/s,且在电压为3.95 V时达到最小,在电压为4.15 V时达到最大.整个充电过程中,当电压由3.95 V上升至4.15 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数增大;当电压由4.15 V上升至4.20 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数减小;当电压由4.2 V继续上升至4.3 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数同样经历了先增大后减小的过程.     

环氧树脂作还原剂制备Li3V2(PO4)3的结构和性能

采用高温固相法,以环氧树脂为还原剂合成锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3.通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和微观形貌进行表征,并用恒电流充放电和循环伏安实验研究材料的电化学性能.结果表明所制备的Li3V2(PO4)3为结晶完善的单斜结构,颗粒分布均匀且粒径较小,0.2C时在3.0V~4.3V电压范围的首次放电比容量为126.9mAh/g,30次循环后的比容量为126.0mAh/g,容量保持率达到99.29%.     

超声浴回流法制取哌啶类离子液体

离子液体由于具有电导率高、低蒸汽压、宽电化学窗口、对环境友好等特点，已应用于锂离子电池电解液．采用超声浴回流方法制取高纯度哌啶类离子液体，在电池体系Li／LiTFSI的PP13／14TFSI溶液/LiCoO2中，0．1C充放时获得超过139mAh／g的释放比容量．并用核磁共振（NMR）技术对产物结构进行表征，同时就该制取法对产物纯度提高、缩短制备周期和节约成本等特点进行了探讨．     

多边形结构富锂锰基正极材料的可控制备及性能

本文通过水热合成法成功制备了一种富锂Li1.166(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.834O2正极材料。并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和高精度电池测试系统分别对电极材料的结构、形貌和电化学性能进行了相应的表征和测试分析.结果表明,样品Li1.166(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.834O2具有较好的多面体结构特点以及优异的电化学性能,该电极材料相对于商用LiCoO2材料（约135mAh g?1）具有更高的充放电比容量,其值分别为363.8 mAh g?1 和 222.2 mAh g?1,首次库仑效率为61.1%.循环100周之后可逆放电比容量仍然可以达到235.5 mAh g?1.该富锂Li1.166(Mn0.6Ni0.2Co0.2)0.834O2正极材料在高能量密度动力电池发展中具有良好的应用前景和广阔的市场空间.     

铜掺杂非晶纳米氢氧化镍的制备及性能

以柠檬酸三钠为络合剂，采用络合反应快速冷冻沉淀法制备出铜掺杂氢氧化镍超细粉体样品材料，采用XRD、TEM和TG-DSC对其结构进行表征，并测试其电化学性能。实验结果表明，样品材料粉体近似为球形，粒径为50nm左右，热分解反应温度较低（269．4℃）且含较多的结晶水。充放电结果表明，当Cu的掺杂量为5％时，样品电极在恒流80mA／g下充电6h，40mA／g放电，终止电压为1．0V时，放电电压稳定于1．260V的时间较长，开路电位为1．462V，放电比容量可达362．976mA·h／g，且循环充放电性能较好。     

锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C的性能研究

文章采用固相法合成了电化学性能优异的碳包覆的锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C,并对材料进行了XRD、激光粒度分析、循环伏安测试及恒电流充放电测试。结果表明：Mn的掺杂未改变材料的晶体结构,由于Mn4＋对Li4Ti5O12的晶胞内部的掺杂和C对其晶胞外部的包覆,使复合材料的电导率,大电流循环稳定性和可逆比容量都明显提高。在1C充放电循环时,Li3．9Mn0．1Ti5O12／C首次放电容量为162．4mAh／g,50次循环后,稳定在159．6mAh／g,容量保持率为98．3％;在2C充放电循环时,首次放电容量达到了153．5mAh／g,展示了优良的电化学特性。     

3V锂离子电池用层状仅α-Na0.67MnO2.26的电化学性能

以Mn（CH3COO）2·4H2O和Na2CO3为原料,通过sol-gel技术合成前驱体,在600℃焙烧前驱体得到一种新的无水层状α-Na0.67MnO2.26材料。用等离子体光谱、X射线衍射仪、扫描电镜、恒流充放电和循环伏安（CV）等对产物的结构、组成、形貌及电化学性能进行研究。结果表明：得到的样品为稳定的六方层状P2结构,且颗粒细小;该样品在充放电电流密度为25mA／g和电压为2．0～4．3V时,首次充电比容量为188mA·h／g,第2次放电比容量为176mA·h／g,充放电库仑效率高达94％;在电压为2.0～4.3V,电流密度为25,50,125和250mA／g充放电条件下,其第2次放电比容量分别为176,168,139和110mA·h／g,40次循环后,其放电比容量分别为150,142,121和105mA·h／g,显示材料有较好的循环稳定性和大电流充放电性能。     

异丙醇铝包覆对正极材料钴酸锂高电压性能的影响

采用固相焙烧法制备正极材料钴酸锂LiCoO 2 ,并采用异丙醇铝（AIP）对其进行表面包覆,通过XRD、SEM、EDS mapping和电池充放电测试研究了AIP包覆量对材料结构和电化学性能的影响.电化学性能测试表明,AIP包覆可有效改善材料的循环性能,提高材料的放电比容量、库仑效率和倍率性能.相比于未包覆的LiCoO 2 样品,包覆量为0.1%的LiCoO 2 样品,具有最优异的电化学性能,在0.2C下的首次放电比容量提升至176.8 mAh/g,库仑效率高达97.2%;在1.0C下经50次循环后容量保持率为96.2%.     

烧结时间对LiNixMn2-xO4表面修饰LiCoO2性能的影响

用LiNixMn2-xO4修饰锂离子电池正极材料LiCoO2,在850℃分别进行2 h、4 h、7 h和10 h的烧结处理,对所得产物进行了X射线衍射测试,并进行充放电容量测试和平台效率的评价,在包覆量不同的情况下研究了反应时间对LiCoO2循环稳定性和平台效率的影响.对包覆后LiCoO2样品,在电化学性能测试中,3.5%包覆量烧结时间为7 h的样品表现出最好的电化学性能,其初始容量为139.3 mAh/g,120次循环后容量139.5 mAh/g,保持率为100%;而在包覆量为10%时,放电比容量和平台效率相对较低.     

失效锂离子电池正极材料的再生及电化学性能

以废旧锂离子电池正极材料钴酸锂为原料,将锂与钴元素的比例进行适当调整后,采用高温固相合成制备出LiCoO2材料,并利用XRD、SEM、循环伏安等手段对不同煅烧温度下合成LiCoO2材料的晶相结构、表面形貌及电化学性能进行测试表征.结果表明,经850℃煅烧12h后的LiCoO2材料的性能较好,首次充电容量达143mA.h/g,放电比容量达126mA.h/g,循环30周之后仍保持92%的放电比容量,再生后的LiCoO2材料表现出良好的电化学性能.     

Ni改性LiFe1-xNixPO4的结构与电化学性能

利用半固相碳热还原法制备了橄榄石型LiFe1-xNixPO4（x=0,0.02,0.05,0．08）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．实验结果表明：所制备材料均具有单一的橄榄石结构,其中材料LiFe0.95Ni0.05,PO4的电化学性能最佳．在0．2C和2．4～4．0V条件下恒流充放电,首次放电比容量可达139．35mAh·g^-1,30次循环后放电比容量仍保持在133．98mAh·g^-1以上,保持率为96．15％．循环伏安和电化学阻抗测试表明材料具有良好的充放电可逆性和较小的阻抗。     

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.