LiFePO4/C的低成本制备及电化学性能研究

以FePO4.2H2O,Li2CO3和蔗糖为原料,采用碳热还原法合成LiFePO4/C材料.高温合成时采用木炭粉代替惰性气体保护以降低成本,对样品进行X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试和电化学性能分析.结果表明:当合成温度为650℃时合成的材料具有较好的电化学性能,0.1倍率下首次放电比容量为153.0 mA.h/g,30次充放电循环后容量保持率为95%,具有良好的循环性能.     

不同碳源对LiFePO4/C电化学性能的影响

分别以蔗糖、柠檬酸、酒石酸为碳源,采用高温固相法制备了LiFePO4/C正极复合材料.利用X-射线衍射(XRD)、热重差热分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、充放电测试、循环伏安及交流阻抗测试系统研究了不同碳源包覆对材料微结构及电化学性能的影响.XRD结果表明合成的材料均具有单一的橄榄石型结构;热重差热分析表明3个样品的质量度分数均为7%.SEM结果发现以蔗糖为碳源的LiFePO4/C团聚现象严重,以柠檬酸为碳源的LiFePO4/C颗粒最大,以酒石酸为碳源的LiFePO4/C颗粒最小.Raman表明以蔗糖或酒石酸为碳源的LiFePO4/C具有很好的石墨化碳.电化学性能表明以酒石酸为碳源的LiFePO4/C具有最佳的倍率和循环性能.     

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。     

不同碳源LiFePO4/C复合材料的表征与性能分析

以FePO4.2H2O,LiOH.H2O为原料,分别以蔗糖、PVA、柠檬酸及三者按一定比例混合做为包覆碳的碳源,经碳热还原法合成得到LiFePO4/C复合正极材料。采用TG/DTA、XRD、SEM对前驱体及产物进行表征。以放电比容量为考察样品电化学性能的指标。实验发现,以蔗糖、柠檬酸、PVA按一定比例混合为碳源制得的LiFePO4/C复合材料电化学性能最好,在0.5,1,2,和5 C下首次充放电分别达到144.5,138.5,130.3和110.7 mAh/g,样品在5 C下经50次循环,基本无衰减。     

H2气氛中LiFeO4的制备及其电化学性能研究

以Fe2O3为铁源在H2气氛中合成了LiFePO4正极材料,X-粉末衍射光谱表明产物为单相的橄榄石型的LiFePO4.热重分析结果表明产物中的铁主要以二价铁形式存在.用循环伏安和充放电测试的方法对样品的电化学性能进行了研究.循环伏安测试发现样品在10周内基本上无变化,产品的首次放电容量为117 mAh/g,放电电压平台为3.2~3.3 V,这与传统的草酸亚铁分解法在同样的条件下所得样品具有可比性.     

LiFePO4-MWCNTs复合正极材料的制备与电化学性能研究

以氧化铁为铁源,通过简单的固相碳热法制备LiFePO4-MWCNTs复合正极粉体材料.利用XRD和SEM表征LiFePO4-MWCNTs复合材料的结构和表面形貌.利用EIS、CV和充放电测试实验测量LiFePO4-MWCNTs复合材料的电化学性能.XRD结果显示复合材料为橄榄石型的磷酸铁锂纯相,多壁碳管在正极材料中将颗粒相连,增加导电面积,形成三维网络结构,为颗粒之间提供附加的导电通道.通过添加质量分数为5%的多壁碳管的方法对LiFePO4正极材料导电通道进行改善.在0.5C充放电速率下首次放电比容量可以达到151.6mAh/g,充放电50次后,放电比容量还能保持在145.5mAh/g,在1C充放电速率下比容量保持在140mAh/g,2C时比容量保持在130mAh/g.随着充放电速率的增加,锂离子电池的性能也更加优越.     

溶剂热法制备纳米Fe3O4粉体

通过溶剂热法,以FeOOH作为前驱体,以油酸作为表面活性剂,以十八烯为溶剂,制备了纳米Fe3O4颗粒,研究了油酸和FeCl3用量、反应时间对纳米Fe3O4粒子的大小以及分散性的影响.结果显示,FeCl3用量的增加和反应时间的延长均可使Fe3O4粒子粒径增大,油酸用量的增加会导致Fe3O4粒子粒径先减小再增大.利用XRD、TEM等手段对所制备颗粒的结构、形貌进行了表征,结果表明,所制备的纳米Fe3O4粒子属于反尖晶石结构.FeCl3用量为0.003mol,油酸用量为13.5mL时(即Fe3+/油酸约为1/15),在230℃反应12h得到结晶度较高,分散性良好,平均粒径比较小的纳米Fe3O4粒子.     

PVA辅助两步碳热还原法合成LiFePO_4/C复合材料

以Fe3+为铁源,葡萄糖和有机物聚乙烯醇PVA共同为碳源两步碳热还原法合成LiFePO4/C材料.采用XRD,SEM,LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究,并对PVA不同时间加入对材料性能的影响做了分析.结果表明:PVA在原料预烧之后加入,所得LiFePO4/C复合材料具有丰富的表面结构,有较小的交流阻抗和很好的充放电性能,0.1C下初始放电比容量达到了167mAh.g-1,且不同倍率下循环性能稳定.     

基于LiFePO4基锂离子电池用低温电解质展望

橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO₄）正极材料因其成本低、环境友好、安全性高而被看好,并被作为高性能的锂离子电池正极材料广泛应用于商用电池。目前,LiFePO₄/C二次电池以其良好的热稳定性、稳定的循环性能和较低的室温自放电率被广泛用于电子产品、汽车动力电池以及其他与场合相关的应用。然而,当基于磷酸铁锂的电池在寒冷气候下运行时,其应用受到严重限制。这一结果是由于Li+在电极内的传输能力大大降低,特别是导致电解质的电化学容量和功率性能急剧下降。因此,低温电解质的设计对于磷酸铁锂电池的进一步商业应用非常重要。本文回顾了导致磷酸铁锂电池低温性能不佳的关键因素以及低温电解质的研究进展。特别关注电解质成分,包括锂盐、助溶剂、添加剂和新电解质的开发。还分析了影响阳极的因素。最后,根据目前的研究进展,总结了一些观点,为提高未来低温下LiFePO₄/C商业电池的实用性提供合适的改性方法和研究建议。     

喷雾干燥法制备LiFePO4/C正极材料

采用机械液相活化结合喷雾干燥法制备LiFePO4/C正极材料,并用该材料制备容量为10A.h的动力电池.通过X-射线衍射、扫描电镜、振实密度和电导率测试对材料的物理性能进行综合分析,采用循环伏安、循环寿命和不同倍率下充放电性能测试对电池进行电化学研究,由过充、冲击、针刺等实验检测电池的安全性.结果表明:该材料晶型完整、颗粒均匀、振实密度高、导电性好;制备的单体动力电池在1.0倍率下循环150次后容量保持率仍然超过98%,大倍率充放电性能好,且安全性较高.     

真空合成锂离子电池LiFePO4/C正极材料及其电化学性能研究

以氢氧化锂为锂源,在真空条件下合成了锂离子电池正极材料LiFePO4.采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对样品进行表征,并对其进行电化学交流阻抗（EIS）、循环伏安（CV）和恒流充放电等电化学性能测试,并与以碳酸锂为锂源制得的材料进行比较.结果表明：两种锂源在真空条件下合成的LiFePO4均具有单一的橄榄石相,而以氢氧化锂为锂源所得的材料粒度更小且分布更均匀,比容量更高.此外,以氢氧化锂为锂源时,通过在原料预烧后的前驱体中引入碳源得到的LiFePO4/C复合正极材料在0.2 C和1.0 C时的首次放电容量分别为138.4 mAh/g和126.8mAh/g,循环30次后仍能分别释放出135.6 mAh/g和123.9 mAh/g的可逆容量.     

不同锂源和碳源对RAPET法合成LiFePO_4/C的影响

以自制的磷酸铁作为铁源和磷源,用高温自生压力法（即RAPET法）合成了LiFe-PO4/C复合材料,分别比较了以葡萄糖、蔗糖或柠檬酸为碳源和以碳酸锂或氢氧化锂为锂源所得LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）和充放电测试等方法,分别对样品的晶型和电化学性能等进行了表征和分析。结果表明：以柠檬酸为碳源、碳酸锂为锂源制备的LiFePO4/C复合材料电化学性能更优异,首次放电比容量达到166.1mAh/g。     

PEG辅助喷雾干燥法制备球形LiFePO4／c复合正极材料

以Fe（NO3）3·9H2O为铁源,LiH2PO4为磷源和锂源,PEG400（平均分子量为400的聚乙二醇）作为碳源和结构调控剂,采用喷雾干燥一高温烧结法合成了球形LiFePO4／C。考察了喷雾干燥过程中,母液浓度、进风温度和进料速率对LiFePO4／c样品形貌、振实密度和电化学性能的影响。结果表明：随母液浓度的降低,...     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及电化学性能

采用固相合成法在不同温度制度下合成掺杂碳的LiFePO4正极材料,计算出各样品的结构参数并对各样品进行电化学测试·结构参数的计算结果表明:合成温度升高,样品的结晶程度更好,结构更紧凑,更趋稳定·电化学测试结果说明:700℃合成的产物具有良好的电化学性能,在0 1C倍率下放电,其室温初始放电容量为140 4mAh/g,循环10次后容量衰减较小·此条件合成的LiFePO4放电容量与目前工业化生产的LiCoO2相当,具有良好的应用前景·     

碳包埋固相法制备LiFePO4及其电化学性能研究

用石墨粉包埋取代保护性气氛,一步固相法制备LiFePO4.采用XRD,FTIR,SEM和恒电流充放电等方法对材料结构、形貌和电化学性能进行了表征.利用循环伏安法研究了Li+在LiFePO4中的嵌/脱过程.结果表明,这种改进的固相法可以合成亚微米级纯相橄榄石结构LiFePO4,所得材料具有良好的倍率性能和循环稳定性,在0.1C和1C倍率首次放电比容量分别为148.3和131.9mAh.g-1,1C和5C倍率下循环50次容量保持率分别为96%和90%.由循环伏安法计算得到阳极峰和阴极峰处Li+的表观扩散系数分别为1.64×10-13和1.94×10-13cm2.s-1.     

溶胶-凝胶法合成LiFePO4／C多孔正极材料

以Fe3+为铁源,乙炔黑为碳源,采用溶胶-凝胶法合成出了多孔的LiFePO4/C,并用XRD、SEM、CV及恒流充放电测试对材料进行了研究和表征.该材料以1C倍率充放电时,首次放电容量达139.5 mAh/g,循环50周后,仍有132.0 mAh/g的容量.这是由于合成的多孔材料可以与电解液有更充分的接触,从而提高了材料的利用率.     

Na,As共掺杂锂离子正极材料LiFePO4的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性计算方法,研究了LiFePO4中Li、P位替位掺杂Na、As时的电子结构. 计算表明:少量掺杂并未整体改变LiFePO4电子结构,但可以调整体系中占主导地位的PO键、FeO键之间的相互作用,从而改善材料的特性;共掺杂体系的带隙宽度减小、嵌锂电位略微下降,掺入的Na、As未阻塞锂离子的一维通道.     

橄榄石型锂离子电池正极材料LiFePO4的研究

LiFePO4是最近几年被广泛报道的一种新型锂离子电池正极材料．它具有较高的能量密度、优良的循环性能，资源丰富，安全性能好、对环境友好等许多优点，而且理论容量高达170mAh／g．但也存在电子导电率和锂离子扩散速度低等缺点，需要进一步的改进．本文概述了LiFePO4的结构、充放电机理、合成方法、以及其优缺点、如何改性等方面，介绍了这种新型的锂离子电池正极材料的目前研究概况．     

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%.