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.     

Ti掺杂对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构和电化学性能的影响

为研究离子掺杂对锂离子正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的影响,采用氢氧化物共沉淀法制备了Ti4+掺杂改性的锂离子正极材料LiNi1/3-1/40Co1/3Mn1/3Ti1/40O2、LiNi1/3-Co1/3-1/40Mn1/3Ti1/40O2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3-1/40Ti1/40O2,并运用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对Ti掺杂改性后正极材料的晶型和微观结构进行表征,通过高精度电池性能检测系统对正极材料的电化学性能进行检测.结果表明:Ti分别取代Ni、Co和Mn对三元复合正极材料进行掺杂改性后,改性材料都保持典型的α-NaFeO2层状结构,且晶型良好;LiNi1/3-Co1/3Mn1/3-1/40Ti1/40O2轮廓最分明,且形貌均一;3种改性材料的电化学性能均有一定程度的提高,其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3-1/40Ti1/40O2提高最为明显,在0.1 C、1.0 C和2.0 C倍率下其首次放电比容量分别为145.35、140.79和125.60 mA.h/g,1.0 C倍率下循环30次后的容量保持率为88.06%.     

碳掺杂磷酸铁锂的合成及其电化学性能

采用固相合成法制备了碳掺杂的LiFePO4复合正极材料,用XRD、SEM、激光粒度分布仪等对其进行了表征,并将其组装成实验电池利用电化学工作站及充放电测试等对样品的电化学性能进行了研究分析.结果表明,LiFePO4/C具有单一的橄榄石晶体结构,少量的碳掺杂能显著改善其电化学性能,LiFePO4/C样品的粒度较小且分布均匀,0.1 C首次放电比容量为141.8 mAh/g,循环50次后容量衰减了7.69%.图6,参8.     

LiFePO_4锂电池正极材料的共碳包覆和Mn掺杂的改性

采用高能球磨辅助固相法制备碳包覆并掺杂Mn的LiFePO4正极材料LiFe1-xMnxPO4(x=0.04、0.05、0.06和0.07)。通过X线衍射光谱仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、比表面积(BET)及恒流充放电等测试手段考察Mn的掺杂量及碳的包覆量对LiFePO4的结构、形貌及电化学性能的影响,最终确定优化条件。结果表明:Mn掺杂量x=0.06及碳的前驱体(蔗糖)添加量为LiFe0.94Mn0.06PO4质量的2.5%(碳最终质量分数为1.26%)时,所获得的碳包覆和Mn掺杂的LiFePO4正极材料的电化学性能最优异,其0.1C倍率的放电比容量为165.1 mA·h/g,10C倍率的放电比容量仍达92.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率分别为96.7%及89.2%。     

LiFe1-xMgxPO4锂离子电池正极材料的电化学性能

采用体相掺杂法对LiFePO4进行改性,采用Mg对LiFePO4进行掺杂,研究Mg的掺杂量对LiFePO4材料电化学性能的影响.研究结果表明,经掺杂改性后的LiFe1-xMgxPO4(x=0.01,0.05,0.10,0.15)材料的充放电容量和循环性能均有所提高,其中,样品LiFe0.85Mg0.15PO4的性能最佳,其首次放电容量为125.6 mA·h/g,循环6次后容量仍达123.0 mA·h/g;Mg部分取代LiFePO4材料中的Fe后所得材料的电子电导率提高了1×106倍,从而提高了材料的电化学性能.     

Mn掺杂改性{010}面择优生长的磷酸铁锂纳米片

以LiOH,(NH4)2Fe(SO4)2和NH4H2PO4为原料,抗坏血酸为添加剂通过水热法制备出了{010}晶面择优生长的LiFePO4纳米片,在此基础上以MnSO4为锰源,制备了锰掺杂磷酸铁锂复合材料LiFe1-xMnxPO4/C(x=3%、5%、7%),并研究了不同Mn2+掺杂量对LiFePO4的晶体结构和充放电、交流阻抗(EIS)等电化学性能的影响.XRD、SEM和EDS测试结果表明:Mn2+成功掺入到了LiFePO4晶格中,掺杂后的材料仍是具有橄榄石结构的纳米片,且具有更小的颗粒尺寸,但是{010}晶面的择优情况在一定程度上被抑制了.恒流充放电测试中,在0.1 C倍率下,材料Li Fe0.95Mn0.05PO4/C的首次放电比容量达到了165.26 m A·h g-1,表现出了良好的电化学性能.交流阻抗测试结果表明Mn2+的掺杂降低了电荷迁移电阻,提高了材料的电子导电率.     

锂离子电池正极材料Li1-xVxFePO4/C的制备及电化学性能

采用高温固相法合成了Li1-xVxFePO4/C（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.10）锂离子电池正极材料,通过XRD,SEM,CV,EIS和恒流充放实验研究了不同掺杂量对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量V的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构,但显著改善了其电化学性能。其中,Li0.98V0.02FePO4/C材料以0.1 C倍率放电时,首次放电容量达到160.9 mAh·g^-1,且循环性能良好。     

锂离子电池La2O3包覆LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2正极材料的制备

采用液相共沉淀法与高温固相法合成了La2O3包覆Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2的锂离子电池正极材料,采用XRD和电化学方法表征了材料的结构与电化学性能.结果表明,在1 000 ℃焙烧10 h制备的Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2材料经包覆2%的La2O3后,具有较佳的电化学性能.其0.1 C倍率首次放电容量和首次充放电效率分别为151.2 mAh·g-1 和83 8%,首次循环后的交流阻抗为162.2 Ω,以0.2 C倍率循环20次后的放电容量为140.7 mAh·g-1 .     

镁离子掺杂对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

为了提高正极材料LiFePO4的电化学性能,采用两步固相法合成LiFe1-xMgxPO4/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)复合正极材料,并对所得样品进行XRD、SEM、以及充放电循环性能测试.测试结果表明:掺杂少量的Mg2+并没有影响材料的结构,所得样品都为单一的橄榄石型;充放电结果表明掺杂Mg2+为0.02的样品即LiFe0.98Mg<,002>PO4/C电化学性能最佳,在0.2C倍率下首次放电比容量为149.32 mAh/g,经过50个循环,仍然有138.37 mAh/g,衰减仅率为7.33%.     

高温固相法制备LiFePO4/C正极材料及其性能

为了提高磷酸铁锂的能量密度,本文通过两步高温固相反应法合成了锂离子电池正极LiFePO_4/C复合材料,利用XRD、SEM、TEM等方法对该正极材料的晶体结构、表面形貌进行了分析研究。实验结果表明,LiFePO_4/C具有单一的橄榄石结构,通过掺杂前驱体10%(质量分数)的葡萄糖合成的材料具有良好的充放电性能和循环稳定性能球状,LiFePO4为锂离子的迁移和扩散提供了通道,有利于电化学性能的提升。在0.1 C倍率下进行充放电测试,首次放电比容量可达161 m Ahg-1,在2 C下循环了100次后复合材料的容量为148 m Ahg~(-1),库仑效率高达98%,结果表明碳包覆的LiFePO_4样品的电化学性能得到了很大提高。     

两种不同形貌FePO_4的制备及其正电极材料LiFePO_4的电化学性能

分别以Fe(NO_3)_3·9H_2O和FeSO_4·7H_2O为铁源,采用均相沉淀法和氧化-液相沉淀法制备了两种不同形貌的FePO_4粉体,再以FePO_4为前驱体,与LiOH·H_2O、蔗糖混合,采用碳热还原法合成了LiFePO_4正电极材料.用XRD和SEM对所制备的FePO_4粉体进行结构和表面形貌表征,测试了LiFePO_4样品的充放电性能.XRD和SEM测定结果表明,采用均相沉淀法制备的FePO_4为六方晶系纯相,颗粒形貌为圆片状,颗粒大小均匀;而液相氧化法制备的FePO_4也为六方晶系纯相,但颗粒形貌无规则.由圆片状FePO_4和无规则FePO_4所合成的LiFePO_4的颗粒形貌与其前驱体相同.充放电测试表明在0.5C下圆片状LiFePO_4的首次放电比容量为140 mAh/g,无规则LiFePO_4的首次放电比容量为89 mAh/g.经过50次循环后,前者的放电比容量仅下降1.43%,后者基本不变.     

One Step Ball-Milling Synthesis of LiFePO_ 4 Nanoparticles as the Cathode Material of Li-Ion Batteries

0 IntroductionLik-eito nsh baartete irnie sre (ceLnItB sy)ea hrasv ien r athpiedl pyo retxapbalend eeldec tthroeinric m daer--vices and are also considered as preferred power sources forelectric vehicles[1 ,2]. These require the LIBs to be made ofcheaper ,safer andenvironmentallyfriendly materials ,particu-larly of the cathode materials .In past fewyears ,LiFePO4hasbeen extensively studied as the most promising cathode mate-rial due toits sufficient cycling capacity,lowcost andthermalstabi…     

超声微波辅助共沉淀法制备Li1.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料及其性能

通过超声微波共沉淀法制备一系列纳米正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2。通过X射线衍射,扫描电镜,X射线光电子能谱和电化学方法研究超声时间对合成材料的影响。结果表明反应时间为2h时,材料表现出最优异的电化学性能,其在0.1C和2C倍率下的容量分别为265mAh.g-1 和180mAh.g-1。材料优异的电化学性能取决于其均一的颗粒粒径,理想的元素分布和高反应活性的氧化还原电对。超声微波系统可以在富锂材料的实际生产中起到良好的辅助作用,它使用方便,且能够节约时间。     

溶胶凝胶法制LiFePO4作为锂电池正极材料的研究

采用固相法和溶胶凝胶法(sol-gel)成功地制备出了L iFePO4.并利用X射线衍射、扫描电镜以及电化学测试等手段,系统地研究了合成条件和方法对材料的结构和电化学性能的影响.研究表明,使用sol-gel方法和固相法,制备出单一相的L iFePO4,其比容量分别为130mAh/g和80mAh/g.采用sol-gel方法制备的L iFePO4作为电池正极材料具有高的比容量和优良的电化学性能.     

掺杂铜的尖晶石型LiCuxMn2—xO4正极材料研究

通过传统高温固相合成与溶胶－凝胶方法合成了掺杂铜的晶石相锂离子电池正极材料LiCuxMn2-xO4(x-0.1,0.2,0.3,0.5）,XRD测定了合成产物的物相,结果表明即使在x=0.5时,其最终产物都表现为单一的晶石相,溶胶凝胶方法合成了产物其初始容量要比相应的高温固相合成产物高约10％。尽管通过铜的部分取代,的初始容量有所下降,但其不性能却得到了很好的改善。     

以竹纤维为模板制备微米管状Li4Ti5O12负极材料

以竹纤维为模板,Ti(OC4H9)4和Li(Ac).2H2O为原料,用模板法制备锂离子电池微米管状Li4Ti5O12负极材料。采用XRD,SEM,BET,充放电实验和交流阻抗等对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。研究结果表明:制备的微米管状Li4Ti5O12负极材料由尖晶石型纳米Li4Ti5O12颗粒构成,具有较大的比表面积,该材料具有良好的电化学性能,在0.5~3.0 V,0.1C倍率下的首次放电比容量为178 mA.h/g,充放电循环100次后放电比容量仍保留162 mA.h/g,且倍率性能优异。     

Synthesis,Characterization and Properties of LiFePO_4/C Cathode Material

0Introduction SincePadhietal[1]foundlithiumironphosphate(LiFe PO4)couldbeusedascathodematerialforthelithiumionbatteries,manyresearchgroupshavebeendevotedtoim provingtheperformanceofthismaterial[26].Theythought thatLiFePO4isoneofthemostpromisingcathodemate…     

α-Ni_(0.8)Co_xAl_(0.2-x)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·zH_2O配位沉淀法合成和电化学性能

为了改善铝代α-Ni(OH)2的电化学性能,用共沉淀法合成了含不同配比Al3+、Co3+的Ni(OH)2.样品经CT、XRD、FTIR、SEM等表征为α-Ni0.8CoxAl0.2-x(OH)2.2-0.5y(CO3)y.zH2O.恒电流充放电和微电极CV等测试表明:Co3+的摩尔分数在0.02~0.04时,合成的样品作为氢镍电池的正极材料,在放电比容量、电极可逆性和稳定性等方面均得到改善.Co3+发挥了稳定α相结构、增强导电性等多重作用.     

基于化学共沉淀的两步法合成LiMnPO_4正极材料研究进展

磷酸锰锂(LiMnPO_4)是一种非常有应用前景的锂离子电池正极材料,化学共沉淀法是制备这种材料的理想方法。针对LiMnPO_4正极材料目前研究过程中存在的电子电导率低和锂离子扩散慢等问题,本文从Mn_3(PO_4)_2、MnPO_4、NH_4MnPO_4等不同Mn-P前驱体合成LiMnPO_4出发,综述了近年来基于化学共沉淀工艺的两步法合成LiMnPO_4正极材料并采用碳包覆和离子掺杂两种手段改性的国内外研究进展。对当前研究过程中存在的不同Mn-P前驱体获得LiMnPO_4产品性能差异的问题,认为应该通过进一步地探讨化学共沉淀过程的反应机理并进行相关反应动力学及热力学研究解决。本文为LiMnPO_4正极材料的研究及产业化提供了参考。     

MnO2/CNTs复合物的合成及其AZIBs正极材料性能

以乙酸锰和过硫酸铵为原料，通过水热合成法制备MnO₂,再通过超声法制备MnO₂/CNTs复合物.运用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对产物进行表征，并运用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试MnO₂/CNTs复合物作为AZIBs正极材料的电化学性能.结果表明：在反应温度140℃,反应时间22 h的条件下，制得的MnO₂产物为β-MnO₂纳米线；将其与CNTs复合后，β-MnO₂的化学结构没有发生改变；在0.1C倍率下循环20次，β-MnO₂/CNTs电极在1 mol/L ZnSO₄+0.5 mol/L MnSO₄水溶液中的首次放电比容量为140 mAh/g,较β-MnO₂/CNTs电极在1 mol/L ZnSO₄水溶液中的首次放电比容量(45 mAh/g)提高了2倍，较β-MnO₂电极在1 mol/L ZnSO<...