纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能

研究了天然石墨的纯化工艺和纯化前后天然石墨的电化学嵌/脱锂性能.研究结果表明,采用酸浸与加碱烧结相结合纯化工艺可以得到含碳量达99%的纯化石墨,且采用该工艺没有改变石墨的微观结构;与未纯化的石墨相比,纯化石墨的第1次循环效率明显提高,第1次不可逆容量较大幅度降低;纯化前、后的微晶石墨嵌/脱锂电化学性能均比鳞片石墨的嵌/脱锂电化学性能差,这主要是由于2种石墨存在结构差异.     

Fe2 P对LiFePO4/C复合材料性能的影响

采用固相法合成LiFePO4和LiFePO4/C复合材料,研究了蔗糖分解的碳包覆对LiFePO4材料性能的影响.XRD检测纯LiFePO4为单一的橄榄石相,而LiFePO4/C复合材料中出现高导电物质Fe2P相;SEM显示样品的粒径均在1μm以下,包覆碳样品的晶粒更小,但出现团聚现象.此方法合成的纯LiFePO4初始容量高达136.6 mAh/g.Fe2P的存在使LiFePO4材料的大电流放电能力得到提高.     

高密度球形LiNi0.8Co0.2O2的制备及性能

采用控制结晶法合成球形β-Ni0.8Co0.2(OH)2，与LiOH     

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.     

LiNi0.5Co0.5O2的制备及其电化学性能

分别以碳酸盐和氢氧化物为原料,合成了LiNi0.5Co0.5O2.研究结果表明:用氢氧化物为原料,在氧气气氛中,适当提高合成温度和延长反应时间均有利于LiNi0.5Co0.5O2晶格结构的完整;在740 ℃和氧气气氛下,以氢氧化物为原料反应15 h可以合成结构理想的LiNi0.5Co0.5O2;LiNi0.5Co0.5O-2的初始放电容量与LiCoO2的初始放电容量相当,达到141.3 mA·h/g,以LiNi0.5Co0.5O2为正极的电极系统具有稳定的电压输出和良好的循环性能,经200次循环后放电容量保持率为82%,可作为LiCoO2的廉价替代物.     

Ni/Co比例对LiCoxNi1-xO2电化学性能的影响

采用固相反应法合成了一系列LiCoxNi1-xO2(0≤x≤1)材料,用XRD和电化学实验方法研究了Co3+取代Ni3+对LiNiO2材料电化学性能的影响.结果表明,当Ni/Co比例为8:2时材料具有最好电化学性能,比容量可以达到170～180mAh/g,并且具有好的抗过充性能.     

LiFePO4/C复合材料的制备和性能研究

采用溶胶凝胶法对原料进行了混合,在氮气保护下利用固相反应烧成了LiFePO4/C复合材料.XRD衍射分析表明,烧成温度和碳源引入量对LiFePO4/C的结晶度有较大的影响,在650～700 ℃范围内烧成的LiFePO4/C结晶完整;当碳源引入量超过20%时,LiFePO4/C衍射峰强度下降.SEM电镜观察到,烧成的LiFePO4/C晶粒细小,大小均匀,晶粒尺寸为100 nm左右.以烧成的LiFePO4/C复合材料作为正极材料进行充放电测试,发现碳源对首次放电容量有较大的影响,分别以乙炔黑、蔗糖和葡萄糖作为碳源时,0.1 C倍率下首次放电容量分别为120,135,162 mA·h/g.对以葡萄糖为碳源烧成的LiFePO4/C复合材料进行放电倍率测试,研究结果表明,该复合材料具有优异的大电流充放电性能.在1 C和3 C高倍率下首次放电容量为0.1 C倍率下放电容量的90%和80%.     

固相法制备正交LiMnO_2的结构与电化学性能

以Mn2O3和LiOH·H2O为原料,采用固相法制备了正交LiMnO2(简写为o-LiMnO2),通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和电化学循环测试对o-LiMnO2进行了研究.结果表明,反应温度较高时,o-LiMnO2晶体生长较完整,(110)晶面的堆垛层错较少.随着温度升高,o-LiMnO2电极首次库仑效率减小,放电容量逐渐降低,但循环稳定性有所提高.o-LiMnO2的电化学性能对充放电电流密度非常敏感,当充放电电流密度增大时,o-LiMnO2的活化次数增多,放电容量减小.     

尖晶石型LiMn2O4 电极材料的制备及性能研究

以硝酸锰、硝酸锂和尿素为原料制备尖晶石型LiMn₂O₄ 锂离子电池电极材料, 考察了Li 和Mn 的比例、尿素用量、预置炉温、焙烧温度及时间等工艺条件对合成产物的组成结构及电化学性能的影响。最佳工艺条件下制备的产物具有纯净的尖晶石结构, 均一的颗粒度及优良的电化学性能。     

共沉淀-固相法合成LiNi0.5Mn0.5O2正极材料

以共沉淀法制备出超细镍锰复合氧化物,然后与锂盐混合,在900 ℃烧结12 h得到层状LiNi0.5Mn0.5O2正极材料. XRD结果表明,镍锰复合氧化物前驱体为层状NiMnO3结构;LiNi0.5Mn0.5O2样品结晶完整为层状α-NaFeO2结构. 电化学测试结果表明:在 2.5～4.5 V 范围内,0.2 C和1 C倍率下,材料首次放电容量分别为172.7和149 mAh/g,并具有良好的循环性能.     

双碳涂层LiMnPO4/C的制备及其电化学性能的研究

以碳酸锂、草酸锰和磷酸二氢铵为原料、抗坏血酸为还原剂和碳源、PEG400为分散剂,采用二次球磨混料二次煅烧并相结合的方法合成双碳涂层包覆纳米级磷酸锰锂,并用XRD、SEM和恒电流充放电技术研究了一次煅烧温度和时间、二次煅烧温度和时间对材料结构形态和电化学性能的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,650℃煅烧10 h的条件下所合成的LiMnPO4为橄榄石结构的纯相材料;材料晶粒的尺寸可达到几十纳米;在0.1 C下首次充电容量为110 mA·h/g,放电容量为87 mA·h/g,首次充放电效率为79%,经过50次循环后,放电容量保持率约为98%,具有一定的循环稳定性。     

纳米碳管复合及聚苯胺包覆Sb2MoO6复合材料的制备及储锂性能研究

以三氟化锑和钼酸铵为锑源和钼源,采用水热法制备出锑钼锑(Sb₂MoO₆)和Sb₂MoO₆/纳米碳管(CNTs)复合物,利用苯胺聚合在Sb₂MoO₆和Sb₂MoO₆/CNTs上继续包覆聚苯胺(PANI)得到Sb₂MoO₆@PANI (Sb₂MoO₆/CNT)@PANI。采用XRD、SEM、EDX等手段对样品结构和形貌进行表征,结果发现制备的Sb₂MoO₆为不均匀的长为10μm的棒状形貌,而CNTs复合后的Sb₂MoO₆形貌变成厚约为100 nm的片状。作为锂离子电池负极材料,对所有合成的样品进行电化学性能测试,探讨CNTs复合和聚苯胺(PANI)包覆对Sb₂MoO₆样品的电化学性能的影响。结果表明：...     

锂二次电池正极材料FeVO4的水热法制备及电化学性能

以偏钒酸铵和硝酸铁为原料,通过水热法制备前驱体,然后分别在300℃和550℃热处理,成功制备出微米棒状钒酸铁材料.采用热分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、粒度分析和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,同时对材料进行了恒流充放电循环电化学性能测试.结果显示,钒酸铁材料具有微米棒状结构,长度约为1~2μm,粒径主要集中在0.6~0.8μm.300℃热处理样品在50mA/g放电电流密度下其首次放电比容量为228mAh/g,40周循环后比容量保持在130mAh/g.通过XPS分析了脱/嵌锂过程的机理,结果显示该材料充放电过程中同时发生了Fe和V的氧化还原反应,共同提供嵌锂容量.     

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<...     

掺钴LiFePO4/C的电化学性能研究

通过固相烧结法制备了掺钴的LiFePO4/C正极材料. 采用充放电测试、循环伏安和交流阻抗等现代技术测试了样品的电化学性能. 结果表明,750 ℃烧结的掺钴样在2 C倍率电流下首次循环的放电容量达到115 mAh/g. 该样品50次循环的容量衰减率仅为2.61%,电化学性能稳定.     

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。     

LiFe1-x Mgx PO4/C的制备和性能研究

以乙酸镁为掺杂元素、蔗糖为碳源,采用固相反应法制备镁掺杂磷酸铁锂包覆碳复合材料LiFe1-xMgxPO4/C(x=0.01,0.02,0.03,0.04).利用X射线衍射(XRD)分析其结构,扫描电镜(SEM)观察其形貌,恒电流法测定其电化学性能.研究结果表明镁离子掺杂没有影响材料的结构,而是提高了其放电容量和循环性能.在这些样品中,LiFe0.98Mg0.02位PO4/C的容量最高,首次放电达到140.0 mAh/g;并且在80次循环后容量没有衰减反而增加到148.6 mAh/g左右.     

LiFePO4/C的制备及其电化学性能研究

采用固相烧结法,在惰性气氛下制备了橄榄石型LiFePO4/C正极材料.通过充放电循环实验、循环伏安实验、交流阻抗、拉曼光谱等测试方法,研究了样品的优化制备条件与电化学性能的关系.研究表明,当以草酸亚铁为铁源时,720 ℃烧结的样品以1 C倍率电流充放电时,首次放电容量为113 mAh/g,50循环的放电容量为116 mAh/g,表现出优秀的循环稳定性.在30循环内,样品的电荷传递阻抗随着充放电循环的进行而减小.锂离子扩散系数为1.56×10-8 cm2/s.     

液相还原法制备正极材料LiFePO4/C

以三价铁源FePO4·2H2O,LiOH,草酸为原料,乙二醇为还原剂,葡萄糖为碳源,采用液相还原法结合后续热处理法制备了橄榄石型锂离子正极材料LiFePO4/C.利用XRD、SEM对其结构和形貌进行分析表明:合成的材料具有良好的晶体结构和表面形貌,颗粒粒径在200～400 nm之间;通过电化学性能测试,表明材料具有较好的充放电性能,5 C倍率放电容量为103.9 mAh/g,并且也有较好的循环性能.该方法制备工艺简单,热处理时间相对常规热处理的方法大为减少,极大地减少了能耗,同时以三价铁为原料降低原料成本,为LiFePO4产业化应用开拓了新的思路.     

4 V级锂离子电池用橄榄石型LiMnPO4的电化学性能

对反应物与中间产物进行球磨, 采用固相反应法在600 ℃合成了掺碳的橄榄石型LiMnPO4. 通过XRD表征样品的晶体结构, 采用SEM观察样品的微观形貌, 利用电化学手段测试样品的充放电性能, 并对样品进行交流阻抗和扩散系数的测定. 研究结果表明, 得到的样品物相较纯, 粒径小(100～200 nm)且分布均匀, 首次放电容量接近100 mA·h·g-1, 但样品循环容量衰减快, 大电流放电性能较差. 通过对样品的交流阻抗测试发现, 电化学反应阻抗随放电的进行而不断增大, 说明材料的荷电量越高, 界面电化学反应速度越快. 扩散系数的测量结果表明, 充电态和放电态的扩散系数分别1.2×10-12和5×10-13 cm2·s-1, 表明晶格中锂离子的浓度越高, 越容易脱出.