矿山机车用中等功率型锂离子电池制备技术

分别以LiFePO4、人造石墨为正、负极活性物质,成功研制出可替代铅酸电池用于矿山机车、额定容量为23 Ah的中等功率4866135型方型钢壳锂离子电池．针对矿山机车使用工况,提出了锂离子动力电池的设计依据和各项工艺参数,重点研究了电池的荷电特性、功率特性和安全性能．测试结果表明,4866135型锂离子电池5 C倍率的持续放电质量比功率高达354.6 W/kg,1 C循环450周,容量保持率在86%以上．安全性能测试表明,电池可靠性高,各项技术指标均达到了设计要求．     

3V锂离子电池用层状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25 mA/g和电压为2.0～4.3 V时,首次充电比容量为188 mA·h/g,第2次放电比容量为176 mA·h/g,充放电库仑效率高达94%;在电压为2.0～4.3 V,电流密度为25,50,125和250 mA/g充放电条件下,其第2次放电比容量分别为176,168,139和110 mA·h/g,40次循环后,其放电比容量分别为150,142,121和105 mA·h/g,显示材料有较好的循环稳定性和大电流充放电性能.     

胶晶模板法制备尖晶石型正极材料LiMn2O4

通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶晶模板法制备尖晶石型LiMn2O4材料,并探讨焙烧温度对材料性能的影响.运用热重分析(TG)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、充放电测试和循环伏安测试等方法对LiMn2O4样品的结构、形貌以及电化学性能进行表征和测试.研究结果表明:在不同温度下制备的LiMn2O4样品均具有较好的尖晶石型结构,且粒径分布均匀:在700℃时制备的LiMn2O4样品(S-700)具有最佳的电化学性能,在3.0～4.4 V时,0.2C倍率首次放电比容量为130.9 mA·h/g; 0.5C倍率首次放电比容量为126.4 mA·h/g,50次循环之后容量仍有102.7 mA·h/g,具有良好的循环稳定性.     

碳包覆对Li/CuV2O6电池性能的影响

用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料CuV2O6,XRD衍射证明制备的材料无杂质且结晶度良好.通过球磨技术在制备的CuV2O6表面包覆乙炔黑,用XRD、SEM对包覆前后CuV2O6材料的结构和表面形貌进行对比,应用循环伏安、交流阻抗及恒电流充放电技术研究了包覆前后材料电化学性能.结果发现,包覆在CuV2O6表面的乙炔黑疏松多孔,具有较强的吸附电解液的能力,可以显著降低电极的表面阻抗和电化学阻抗,减少电极的极化并提高电池的放电电压和放电比容量,对于提高电池的循环稳定性也具有重要的作用.     

阳离子Fe位掺杂对LiFePO4正极材料 电化学性能的影响

以蔗糖为碳源,采用高温固相法制备了Fe位掺杂不同阳离子(Al 3+,Ni 2+和Mn2+)的LiFe0.97M0.03PO4/C(M=Al,Ni,Mn)锂离子电池正极材料.用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)等研究了不同阳离子Fe位掺杂(Al 3+,Ni 2+和Mn2+)对LiFePO4的结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明:阳离子Fe位掺杂没有改变LiFePO4的晶体结构,但是减小了LiFePO4材料的粒径,最终改善了LiFePO4的电化学性能.特别是LiFe0.97Mn0.03PO4/C材料具有更好的电化学性能,在0.1C和1C下放电,LiFe0.97Mn0.03PO4/C材料的首次放电比容量分别为162mAhg-1和140mAhg-1,且1C充放电倍率下循环50次后容量保持率仍然为98%.     

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。