锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备与表征

用2次干燥化学共沉淀法制得高密度前驱体Ni0.8Co0.2(OH)2,使之与LiOH.H2O混合经过2个恒温阶段烧结(600℃恒温6 h、850℃恒温24 h)得到LiNi0.8Co0.2O2材料,探讨了镍源、Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响,从而优化了LiNi0.8Co0.2O2的合成工艺.所得非球形LiNi0.8Co0.2O2粉末振实密度高达2.94 g/cm3,X射线衍射分析表明该材料具有规整的层状NaFeO2结构,充放电测试表明材料具有良好的电化学性能.     

熔融盐法合成球形锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2

采用热分析法对不同组成的LiOH-LiNO3二元体系进行研究,绘制了具有最低共熔点的该二元体系T-x相图,该体系的最低共熔点为175.7℃.利用低共熔混合物LiNO3-LiOH为锂盐,与前驱体球形Ni0.8Co0.2(OH)2混合烧结制备出了球形锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2.探讨了Li/(Ni+Co)摩尔比、合成温度、合成时间等因素对产品的影响.X射线衍射分析表明合成的材料具有规整的层状NaFeO2结构,SEM表明所得材料为球形.充放电测试表明在3.0~4.3的电压范围内,首次放电比容量可达170 mAh.g-1,充放电效率为95.5%.结果表明采用该工艺可以制备出电化学性能良好的LiNi0.8Co0.2O2正极材料.     

高密度球形LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的制备及性能

采用控制结晶法合成球形 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 ,与L i OH.H2 O 混合 ,在 75 0℃通 O2 热处理 8h 合成球形L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末。用 X光衍射和扫描电镜分析对 β- Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 和 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的结构进行了表征。充放电测试表明该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料具有优良的电化学性能 :首次充电比容量为 2 17m A.h.g- 1 ,放电比容量为172 m A.h.g- 1 ,5 0次充放电循环后保持初始放电比容量的97.5 %。该球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 粉末的振实密度高达 2 .8g.cm- 3,远高于一般非球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料。高密度球形 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 正极材料用于锂离子电池可以显著提高电池的能量密度。     

LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的表面修饰及性能

锂离子电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用引起正极材料和电池性能的劣化。将 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 ,L i OH.H2 O和 H3BO3以摩尔比 10 0 :1:2均匀混合 ,5 0 0℃热处理 10 h,在 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 表面包覆上一层 L i2 O- 2 B2 O3玻璃层。用 X光电子能谱、扫描电镜和 X光衍射分析对包覆前后 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 的结构进行了表征。结果表明 ,表面修饰有效地抑制了 L i Ni0 .8Co0 .2 O2 和电解液之间的恶性相互作用 ,材料的实际比容量提高 ,充放电循环稳定性改善 ,自放电速率减小。表面修饰处理是改善锂离子电池正极材料综合性能的有效途径     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2的制备及电化学性能研究

目的制备离子电池正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Zr4+量的关系。方法以NiSO4·6H2O,MnSO4·H2O和Na2CO3等为原材料通过共沉淀的方法制备前驱物(Ni0.5Mn0.5)CO3,然后前驱物与ZrO2,Li2CO3混合均匀,在500℃下煅烧3h,900℃下煅烧16h得到正极材料LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2。结果 X射线衍射分析证明得到的产物为纯相,扫描电子显微镜图像显示得到的产物具有3~5μm左右的微米球形结构,并对锂离子电池的电化学性能进行了研究。结论 LiNi0.5Mn0.5O2掺杂了Zr4+后能有效降低锂/镍混排度,而且可提高具有微米球结构的LiNi_(0.5-x)Mn_(0.5-x)Zr_(2x)O_2系列锂离子电池正极材料的电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiNi0.8-xCo0.2 AlxO2的制备及性能

采用高温固相反应合成了具有二维层状结构的化合物LiNi0.8-xCo0.2AlxO2,用X-射线衍射、热重和模拟电池的充放电对所得样品的结构、热稳定性和电化学性能进行了测试.结果表明,通过湿法球磨混合和两阶段烧结可以在空气中合成结晶良好的六方单相晶体;用-βNiOOH作为镍源时产物更易生成;当铝添加量在0~10%(摩尔分数)之间时,A1含量对材料的热稳定性和放电电压的影响比较大,而对材料的放电容量影响不明显.     

融盐包裹法合成球形正极材料LiNi_(0.7)Co_(0.2)Al_(0.1)O_2(英文)

以球形Ni(OH)2为核心原料,Al(NO3)3.9H2O、Co(NO3)2.6H2O和LiNO3为包裹原料,采用融盐包裹法在空气中煅烧合成了单相固溶体LiNi0.7Co0.2Al0.1O2。用XRD研究了合成产物的物相和结构,用SEM研究了合成产物的形貌,用电池性能测试仪研究了合成产物的电化学性能。实验结果表明,合成产物具有α-NaFeO2型层状有序结构、球状形貌和良好的电化学性能。     

锂离子电池正极材料LiCoO2的制备及电化学性能测试

通过自制的连续式反应器,制备出前驱体β-Co(OH)2和CoOOH后,分别与LiOH.H2O混合研磨压块煅烧,制备出锂离子电池正极材料LiCoO2.通过DTA-TG、XRD、SEMI、R等分析技术对材料的结构进行了表征和比较,并对材料的电化学性能进行了比较研究.     

高密度锂离子正极材料前驱体Ni_(0.8)Co_(0.2-x)Al_x(OH)_2的制备

采用二次干燥的化学共沉淀法制备出了Co-Al共掺杂的高密度锂离子电池正极材料前驱体Ni0.8Co0.2-xAlx(OH)2(X=0,0.05,0.1,0.15,0.2).研究了不同Co-Al的掺杂比例,NaOH溶液的浓度、滴定速率、烘干方式等因素对前驱体振实密度的影响.XRD分析表明,不同掺杂比例的Ni0.8Co0.2-xAlx(OH)2均为六方层状的β型结构,晶型结构规整.充放电测试表明以此前驱体与LiNO3反应制得的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料具有良好的电化学性能.     

锂离子电池用正极材料Li(Co0.2-XNi0.8MnX)O2的合成制备研究

研究了一种制备新型锂离子电池正极材料的工艺方法．通过采用溶胶凝胶法(sol-gel法合成了新型电池正极材料Li(Co0．2-XNi0．8MnX)O2。并采用XRD方法分析了材料的相变过程、烧结温度、烧结时间对材料相合成的影响及不Mn／Co比掺杂对材料相变的影响；通过SEM照片可见，Li(Co0．2-XNi0．8MnX)O2粉末元素分布均匀、粒径为1～4微米．为今后进行充放电性能的测试工作做准备．     

纳米级锂离子电池正极材料LiCoO_2的制备及表征(英)

LiCoO2是锂离子电池中最有前途的正极材料之一;;近年来人们对它进行了广泛的研究.这里我们通过两种不同的湿化学方法首次合成了纳米级的LiCoO2:溶胶—凝胶法(方法B)和一种改进了的溶胶—凝胶法(方法C).为了便于比较;;我们也采用了固相反应法(方法A).用DTA;;IR;;XRD;;TEM等技术对前驱体和LiCoO2纳米颗粒进行了表征.结果表明在600?C煅烧时可以得到晶化程度较好的LiCoO2纳米颗粒.方法A和方法B得到了直径大约为100和40nm的球状颗粒;;而方法C主要得到球形颗粒;;同时伴有少量小棒形颗粒生成;;直径约为50nm.电化学测试表明方法C得到的产物具有最好的性能.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备及电化学性能研究

∶采用高温固相法合成LiFePO4锂离子电池正极材料,为提高LiFePO4材料的电化学性能,对其进行Ti4 掺杂改性.用XRD、SEM等测试手段对材料进行表征,并对以Li1-xTixFePO4(x=0,0.01,0.03,0.05)为正极的电池进行电化学性能测试.研究表明,掺杂过程中,掺杂离子能与LiFePO4形成晶格完整、有序的单相固溶体;少量的掺杂离子还可以提高材料的电导率和电化学性能,特别是大电流放电性能,其中Li0.97Ti0.03FePO4性能最优,以0.2C5放电,首次放电质量比容量为132.0 mA.h/g,50次循环后仍保持为131.5 mA.h/g.     

锂离子电池正极材料LiCoMnO_4制备及其电化学性能研究

尖晶石结构的LiCoMnO_4由于含有Li离子和价态可变的Co离子、Mn离子,可以作为锂离子电池的正极,在输出电压为5.3 V左右时具有高能量密度优势。但其合成过程中产生的Li_2MnO_3非活性杂质,会影响其充放电容量。采用正交试验研究方法,讨论了锂过量程度、原料球磨粒径、成型压力、烧结温度4个因素对LiCoMnO_4相纯度的影响。通过研究得到优化的材料合成方案,并对其样品进行了电化学性能测试分析。对比实验结果显示,LiCoMnO_4优化方案中的样品17#,其电池首次放电容量为99.7 mAh·g~(-1),首圈库伦效率达到93.3%;而样品1#首次放电容量为94.6 mAh·g~(-1),首圈库伦效率为94.2%。优化工艺对容量保持率有很大影响,循环100圈后,17#样品容量保持率为79.4%,而1#样品容量保持率为41.6%。对于倍率特性,优化后的17#样品在5 C充放电条件下还具有67.2 mAh·g~(-1)的比容量。上述结果显示,优化的材料合成方案提高了LiCoMnO_4材料的电化学性能;此类材料有望成为新一代锂离子电池高电位正极材料。     

水系锂离子电池正极材料的制备及电性能

采用化学共沉淀法和高温固相反应法制备了锂离子电池梯度正极材料LiNi112xCoxMnxO2.通过X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、充放电测试对材料的微观结构及在水系电解液中的电化学性能进行了研究.结果表明:在pH值为11±0.05,NH3/M为2.25,反应温度为50℃,反应时间为12 h的工艺条件下共沉淀合成的正极材料具有良好的α-NaFeO2层状结构.以Zn片为负极,800℃煅烧15 h制备的正极材料为正极,pH值为9的LiNO3溶液为电解液组合成水系锂离子电池模拟体系,电流密度为5C时的循环性能相对较好.其首次充电比容量为288.9 mAh/g,放电效率为76.7％,20次循环后的充电比容量为26.3 mAh/g,放电效率为97.3％,其容量保持率为9％.     

溶胶-凝胶法制备层状LiMn_(0.5)Ni_(0.5)O_2锂离子电池正极材料及其电化学性能(英文)

以醋酸锂、醋酸锰和醋酸镍为原料,羟基乙二酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法制备层状LiMn0.5Ni0.5O2正极材料,得到的产物具有典型的α-NaFeO2层状结构,颗粒尺寸在300～400nm之间。对900℃下制得的层状LiMn0.5Ni0.5O2在2.5～4.3V之间进行充放电测试,电流密度为0.1mAcm-2,其首次放电容量达到了161.2mAhg-1。经过20次循环后,仍然保留了初始容量的88%。     

纳米级锂离子电池正极材料LiCoO2的制备及表征

LiCoO2是锂离子电池中最有前途的正极材料之一，近年来人们对它进行了广泛的研究．这里我们通过两种不同的湿化学方法首次合成了纳米级的LiCoO2：溶胶—凝胶法(方法B)和一种改进了的溶胶—凝胶法(方法C)。为了便于比较，我们也采用了固相反应法(方法A)。用DTA，IR，XRD，TEM等技术对前驱体和LiCoO2纳米颗粒进行了表征．结果表明在600℃煅烧时可以得到晶化程度较好的LiCoO2纳米颗粒，方法A和方法B得到了直径大约为100和40nm的球状颗粒，而方法C主要得到球形颗粒，同时伴有少量小棒形颗粒生成，直径约为50nm。电化学测试表明方法C得到的产物具有最好的性能。     

锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的制备及电化学性能研究

首次采用基于复合络合剂柠檬酸和β-环糊精的溶胶凝胶法制备了尖晶石型锰酸锂，并研究了煅烧温度对材料电化学性能的影响。电化学性能表明，700℃煅烧制备的材料具有优异的倍率和循环性能。在3C电流下此材料的首次和第200次放电比容量分别为102mAh／g和90．8mAh／g，容量保持率为89％。     

Y_2O_3对α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O高温电化学性能的影响

为了改善α-Ni(OH)_2的高温性能,采用共沉淀法合成了α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O并用XRD、FTIR、SEM和CT等进行表征。样品掺加了不同量的Y_2O_3后,作为正极材料制备MH/Ni模拟电池,在不同温度下用恒电流充放电、CV测定其电化学性能。结果表明:60℃时在0.2、1、5 C充放电下,掺加Y_2O_30.4%～1.2%能使α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.15-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O的放电比容量分别提高24.4%、17.5%和20.5%,并改善了高温放电电位。     

Fe_2P_2O_7制备锂离子电池正极材料LiFePO_4的碳包覆优化研究

利用Fe_2P_2O_7和碳酸锂为原材料,并通过不同的碳包覆合成LiFePO_4/C复合材料.利用XRD、SEM、碳硫分析仪、恒流充放电法和循环伏安对产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行测试,确定含碳量为2.45wt%的LiFePO_4/C复合材料具有更好的电化学性能.实验结果表明,在0.1C倍率下,锂离子电池的放电比容量为130.49 m Ah/g,在1C倍率下,锂离子电池的放电比容量为108.58 m Ah/g.     

锂离子电池正极材料LiFePO_4/C的制备及电化学性能研究

分别以葡萄糖和柠檬酸为碳源,通过碳热还原法合成橄榄石结构的LiFePO_4/C正极材料。采用X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)对产物的结构表面和微观形貌进行了分析,通过恒流充放电以及交流阻抗谱(EIS)表征了产物的电化学性能,探讨了产物容量衰减的原因。结果表明:以葡萄糖为碳源的产物结晶度好,晶粒尺寸小。恒流充放电测试显示其具有更好的电化学性能:0.2 C倍率下首次放电比容量为140.2 m Ah/g,循环50次后基本无衰减;1 C的首次放电比容量也达到了120.5 m Ah/g。此外,在高倍率充放电过程中,交流阻抗谱显示LiFePO_4/C的扩散系数减小,约为1.798×10~(-12)cm~2/s。