高电压锂离子电池正极材料LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4制备及改性

采用草酸铵共沉淀-高温固相烧结法合成了高电压尖晶石正极材料LiNi0.5Mn1.5O4及其掺杂改性材料LiNi0.4Mg0.1Mn1.5O4.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电测试等对所合成样品进行表征.XRD测试表明所合成的样品具有尖晶石结构,空间群为Fd3m.电化学测试表明,样品有两个主放电平台,分别为4.7V和4.1V.经过800℃煅烧的样品LiNi0.5Mn1.5O4具有最好的倍率性能.经过900℃煅烧的样品具有最好的循环性能,以0.1C充放电,最高放电比容量达到124.2mAh.g-1,循环30次后容量保持率达92.7%.Mg掺杂的改性样品LiNi0.4Mg0.1Mn1.5O4在0.1C倍率下循环30次后容量保持率达95.7%,Mg的掺杂可以提高该材料的循环性能.     

明胶辅助-高温固相法合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4高电压正极材料

以醋酸盐为原料,分别在4个不同煅烧温度条件下,采用明胶辅助-高温固相法制备获得尖晶石型Li Ni0.5Mn1.5O4正极材料,通过XRD、SEM、FT-IR和充放电循环考察了这4种产物的组成结构、颗粒形貌和电化学性能.结果表明:随着煅烧温度升高,材料的结晶度相应提高,初始放电比容量逐渐增大,样品的最大初始放电比容量为137 m Ah/g.经600℃退火处理的材料的粒径尺寸增大,空间群结构转变为Fd3m相和P4332相同时并存,循环稳定性和小倍率放电能力也随之得到改善,而900℃煅烧的材料则在高倍率下表现出较优的容量保持率.     

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。     

V2O5干凝胶薄膜电极电化学性能的研究

以晶态V₂O₅(c-V₂O₅)为原料,采用熔融淬冷法成功制取了V₂O₅干凝胶(VXG)薄膜电极,以所制备的样品作为正极,金属锂为负极组装了纽扣电池。电化学阻抗谱(EIS)分析表明,在放电过程中 ,几乎没有扩散阻抗的存在。循环伏安(CV)、恒流放电(CD)和充放电(DC)结果显示该样品具有较好的综合性能,以 60mA/ g的质量电流密度充放电,其首次放电比容量高达350mAh/ g,充放电效率可达98%,循环75次后,容量保持率仍可达61%。     

Li4Ti5O12材料的固相法制备及其煅烧温度

以Li₂CO₃,TiO₂为原料,无水乙醇为分散剂,采用高温固相法,通过两步煅烧方式制备出不同煅烧温度下的Li₄Ti₅O₁₂粉末材料.采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征材料的结构和形貌,采用恒电流充放电、交流阻抗和循环伏安等方法测试材料电化学性能.结果表明：在800 ℃下煅烧6 h后可得到晶型完整的纯相Li₄Ti₅O₁₂,其颗粒均匀分布在200~400 nm.Li₄Ti₅O₁₂在0.5C倍率下首次可逆比容量为157.67 mA·h/g,库伦效率为96.1%,经过100次循环充放电后容量保持率为98.63%;在5C倍率下首次可逆比容量为107.0 mA·h/g,经过1 000次循环充放电后容量保持率为84.1%.     

Sb_4O_5Cl_2/RGO/C复合材料的溶剂热制备及其储锂性能测试

以葡萄糖为氧化石墨烯(GO)的还原剂和碳源,采用溶剂热法制备得到了Sb4O5Cl2/RGO/C复合材料,并首次将其用于锂离子电池负极材料进行充放电性能测试.结果表明,Sb4O5Cl2/RGO/C复合材料具有较高的可逆比容量和良好的循环性能,首次可逆比容量达636mAh·g-1,60次循环之后可逆容量仍保持在334mAh·g-1.同时,分别在100,200,500和1 000mA·g-1电流密度下进行充放电性能测试,可逆比容量分别为349,282,232和180mAh·g-1,呈现出较好的倍率性能.     

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。     

稀土掺杂锂电池正极锰酸锂的合成及电化学性能

采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电池性能测试仪等系统分析了Pechini法合成的LiMxMn2-xO4(M=La,Ce,Nd;x=0,0.02,0.03)的结构、形貌、首次充放电及循环稳定性等.结果表明;除LiCe0.03Mn1.97O4、LiNd0.03Mn1.97O4样品含有微量杂质相(CeO2或Nd2O3)外,其他样品均具有纯的尖晶石型LiMn2O4结构;样品呈规则的球形或近球形,粒径为1.0～2.0μm;采用适量的稀土掺杂可显著提高LiMn2O4样品的首次充放电和循环稳定性能,LiLa0.02Mn1.97O4样品的首次放电容量为123.3 mAh/g,经30次循环充放电后的容量仍保持在112.8 mAh/g,容量保持率为91.5%,远高于相同条件下未掺杂样品的容量保持率.     

电解共沉积二氧化钛对电解二氧化锰充放电可逆性能的影响

用分散电镀进行TiO_2与MnO_2电解共沉积生产EMD—Ti。将以EMD—Ti为正板材料的碱性锌锰电池,在相同条件下,跟I.C.样品及未掺钛的电解二氧化锰样品对比,检测其充放电循环次数及放电累积容量,以此衡量其充放电可逆性能。实验结果表明,用EMD—Ti作为正极材料的碱性锌锰电池,充放电循环次数达92次,未掺钛样品为58次,I.C.No.1样品为57次,说明电解共沉积TiO_2可以改善MnO_2的充放电可逆性能。     

高容量正极材料Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2的倍率性能

采用碳酸盐共沉淀工艺,通过控制结晶合成了显微形貌呈现较大差异的Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2样品,并对样品进行了X射线衍射、高分辨透射电镜、场发射扫描电镜分析以及恒电流充放电和交流阻抗测试.合成的Li[Li0.17Mn0.58-Ni0.25]O2材料均具有良好的结晶度,可标定为α-NaFeO2结构(空间群R3m).其中,具有一次颗粒沿六方棱柱长轴方向形成“簇形”团聚的材料比其他样品具有优异的倍率性能,在电压范围为2.5～4.8 V,倍率分别为0.5C、1.0C和3.0C时,Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2材料首次放电比容量分别达到205.4、195.5和158.5 mA·h·g-1,100次循环后放电比容量保持在203.5、187.2和151.2 mA·h·g-1,容量保持率分别为99％、96％和95％.Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2材料特殊的颗粒团聚状态降低了界面的电荷转移阻抗,材料的倍率性能显著提高.同时,文中对Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2材料在不同截止电压下的电化学性能进行了对比分析.     

炭负极材料的炭化制备工艺对锂离子电池充电放电性能的影响

以Ni2 改性的聚苯乙烯阳离子交换树脂和聚苯胺树脂为炭化预聚体 ,制备出了锂离子电池炭负极材料 ,考察了炭化制备工艺对炭负极材料充电放电性能的影响。实验结果表明 ,采用Ni2 改性的聚苯乙烯阳离子交换树脂和聚苯胺树脂制备锂离子电池炭负极材料时 ,炭化处理温度并不是越高越好 ,而是在一定温度范围内 ,低温处理样品的充电放电容量反而比高温处理样品的要高 ;在还原性气氛中炭化处理样品的充电放电容量明显高于惰性气氛中炭化处理的样品。实验数据还表明 ,在相同处理条件下 ,树脂炭化产物的粒度越小 ,制备出的锂离子电池炭负极材料的充电放电容量就越大     

导电高分子聚苯胺碳化材料的电化学性能

采用具有一维线状结构的导电高分子聚苯胺为原料进行高温处理，制备成导电碳材料，并将其做为二次锂电池的工作电极，组装成电池，进行电化学测试，结果表明：此方法制备的硕材料具有较高的充放电容量和较好的以放电可逆性。     

液相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12

Li4Ti5O12负极材料因其在充放电过程中"零应变"的优势,得到了广泛关注,成为锂离子电池负极材料的研究热点.采用液相法制备了Li4Ti5O12负极材料.通过正交实验,确定了Li4Ti5O12的最佳制备工艺条件:烧结温度为750℃;烧结时间为8 h;LiOH.H2O为锂源;原料中锂钛的物质的量比为0.85.该条件下制备的材料具有较好的电化学性能,首次放电比容量可达到191.61 mAh/g.     

软包装锂离子电池性能研究

研究了以塑料包装取代金属外壳所实现的新型软包装锂离子电池的电化学性能.从软包装锂离子电池的倍率放电性能、电池的高低温放电能力和充放电循环稳定性等方面的研究表明,软包装锂离子电池具有良好电化学性能.软包装锂离子电池既不同于金属外壳锂离子电池,也不同于聚合物锂离子电池,是锂离子电池的一种新型设计.     

无模板法制备多孔聚苯胺及其电化学性能

通过以极慢的速率滴加氧化剂水溶液方式,构建了受限的油水反应界面,在无模板条件下制备了多孔聚苯胺,并研究了产物的结构和用作超级电容器电极材料的电化学性能.结果表明:产物为银耳状多孔结构,富含小于10 nm的中介孔.在电流密度为1 A/g时,充放电时间近似对称,比电容高达441 F/g,经2 000次充放电循环后,比电容损失率为27.3%,该聚苯胺表现出良好的电化学性能.     

二氧化钛-聚萘/硫正电极的制备及其电化学性能

以3,4,9,10-二萘嵌苯(PTCDA)为原料成功合成聚萘(PPN),然后利用硫代硫酸钠为硫源,通过化学还原法制备聚萘/硫(PPN/S)复合材料,接着在PPN/S外表面包覆一层二氧化钛(TiO₂),最后制备出二氧化钛-聚萘/硫(TiO₂-PPN/S)复合材料.采用扫描电镜、X-射线衍射和热重分析对复合材料TiO₂-PPN/S进行表征; 采用充放电测试系统和电化学工作站对TiO₂-PPN/S电极的电化学性能进行测试.结果表明:PPN/S复合材料表面被TiO₂成功包覆,制得一种新型TiO₂-PPN/S复合材料; TiO₂-PPN/S电极具有良好的循环稳定性,在电流密度为400 mA·g^-1时,首次放电容量达到1 334.8 mA·h·g^-1,循环150次后,放电容量仍保持在691.4 mA·g^-1; 与含硫量相当的PPN/S电极相比,TiO₂-PPN/S电极具有更佳的电化学性能.     

Polarity inverted intracloud discharges and electric charge structure of thunderstorm

The three-dimensional spatial and temporal development of impulsive VHF radiation events during lightning discharges has been analyzed based on the data measured by the lightning mapping array (LMA) system with high space and time resolution. The results indicate that intracloud discharges in the thunderstorm with anormal tripole charge structure occur not only between the upper positive and middle main negative charge region, but also with inverted polarity between the lower positive and middle main negative charge region. The polarity-inverted discharge originates from the middle negative charge and propagates downward to the lower positive region, where then the discharge develops horizontally. The characteristics of the discharge are similar to that of normal intracloud discharge except the polarity opposite. The results further confirmed the existence of the lower positive charge region involved in the lightning discharge. It was also found that the inverted charge structure opposite to the normal polarity ap pears in some storms or at a certain stage of the storm development. In the stor m with a polarity inverted charge structure, a main positive charge region is lo cated at the middle part and a negative charge at the upper part of the storm. T he intracloud discharges occurred between them are of inverted polarity, showing the existence of a polarity inverted charging mechanism in storms and the compl exity of storm charge structure.     

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．     

Sn/C复合材料的制备及作为锂离子电池负极材料的性能

采用SnCl2.2H2O乙醇溶液浸渍竹炭和NaBH4还原方法制备出一种锂二次电池负极用Sn/C复合材料。考察了复合材料中Sn含量对产物收率、微观结构及电化学性能的影响。结果表明,Sn2+大部分进入到竹炭的孔道中,并被还原为单质Sn;当单质Sn与复合材料质量比为42.5∶100时,复合电极材料具有555.1mAh/g的可逆容量,循环20次后容量保持在423.8 mAh/g,显示出较好的实用性能。     

石墨状聚萘的合成及其作为锂离子电池正极材料

导电聚合物材料具有原料价格低廉、比重轻、具可塑性、微结构便于控制等优点,在锂离子电池方面具有应用的潜力.聚萘是一种良好的导电高分子,它具有许多优良的光电性能.该文以3,4,9,10-二苯四甲酸酐为原料,在一定条件下,经高温煅烧合成一种石墨状聚萘,并以这种石墨状聚萘为锂离子电池正极材料,对其进行探索性研究.通过红外光谱、拉曼光谱、热失重、扫描电镜等分析手段,对合成的石墨状聚萘做了相应的结构和外貌表征;利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学方法来研究石墨状聚萘的电化学性能.结果表明,通过上述合成方法,成功合成了石墨状聚萘,经电化学性能测试发现石墨状聚萘有较大的放电容量、良好的循环稳定性,在电流密度为100 mAh · g-1的条件下,首次放电容量高达281.3 mAh·g-1,100次循环后,容量仍保持在188.4 mAh·g-1,容量保持率高达66.97;.因此,石墨状聚萘是一种较为理想的锂离子电池的正极材料.