不同烧结条件下Li5La3Nb2O12中锂离子扩散的研究

通过介电损耗谱分析研究了不同烧结条件下锂离子导体Li5La3Nb2O12中锂离子的扩散。在介电损耗谱中观察到一个明显的弛豫峰,通过非线性拟合的方法得到了其弛豫参数,烧结温度为1 123 K的Li5La3Nb2O12样品弛豫参数:激活能E=0.54 eV,指前因子τ0=0.9×10-14 s;烧结温度为1 173 K的Li5La3Nb2O12样品的弛豫参数为激活能E=0.4 eV,指前因子τ0=2.7×10-12 s。后者锂离子扩散激活能小于前者,更适合于锂离子的扩散。结合晶体结构分析可得,该弛豫峰来自于锂离子在不同八面体(48 g)之间的扩散。     

新型锂离子导体Li5.3La2.7Ba0.3Ta2O12的内耗研究

采用低频内耗仪强迫振动方法测量了锂离子导体Li5.3La2.7Ba0.3Ta2O12在升温过程中的内耗并结合晶体结构分析其形成机制。结果表明:在Li5.3La2.7Ba0.3Ta2O12中出现了两个明显的内耗峰,其弛豫元之间存在相互作用,由德拜模型拟合得到锂离子扩散的激活能和指前因子分别为1.1—1.2 eV和10-18—10-21 s;利用耦合模型对其处理得到锂离子弛豫参数分别为0.54—0.57 eV和10-16—10-15 s,后者和点缺陷扩散的指前因子的范围10-14-10-13 s更为接近,可见耦合模型对Li5.3 La2.7Ba0.3Ta2O12锂离子导体中锂离子扩散的描述更为恰当。结合晶体结构的特征分析可得,这两个内耗峰源自于锂离子在八面体和四面体之间扩散或者八面体和八面体之间扩散。     

固体电解质Li_5La_3Ta_2O_(12)包覆LiMn_2O_4的改性研究

采用溶胶-凝胶的方法低温制备石榴石结构的固体电解质Li5La3Ta2O12,并用其包覆Li Mn2O4来改善材料的电化学性能。通过XRD,SEM和TEM等表征手段对材料的结构和形貌进行分析,并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试分析材料的电化学性能。研究结果表明:Li5La3Ta2O12包覆的Li Mn2O4材料与未包覆的材料相比,其电化学性能得到明显改善,经过150次循环后包覆材料的放电比容量保持率为92%,在高倍率10C(C为倍率)下包覆材料放电比容量为61.2 m A·h/g,而未包覆材料放电比容量仅为40.7 m A·h/g;包覆Li5La3Ta2O12后,Li Mn2O4的阻抗明显减小,大幅度提高了其循环性能和倍率性能。     

Li5La3Nb2O12颗粒增强铝基复合材料阻尼性能的研究

Li5La3Nb2O12陶瓷颗粒作为添加剂并利用粉末冶金的方法制备金属铝基复合材料Li5La3Nb2O12/Al--80%,该复合材料在325K的温度下阻尼值可以达到0.011（测量频率为1.6Hz）,是同温度范围下金属铝阻尼性能的5倍左右,并且该复合材料在室温附近的阻尼性能均超过了0.008,使得其在工业科技方面有着十分广阔的应用前景。     

Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2富锂正极材料表面修饰LaF_3及其电化学性能的研究

采用溶胶凝胶方法合成Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2富锂正极材料,通过化学沉积技术在Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2颗粒表面沉积La F3颗粒.利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试、循环伏安及交流阻抗测试系统研究了La F3包覆对材料电化学性能的影响.合成的材料具有α-Na Fe O2层状结构且La F3颗粒均匀包覆在颗粒表面,表面修饰La F3后的样品表现出更高的比容量和更好的倍率性能,电化学性能测试表明La F3表面修饰层有助于缓解电解液中HF对活性材料的腐蚀,降低电荷跃迁电阻(Rct),增强锂离子的扩散能力.     

固体电解质Li1＋2x＋2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12系统的合成及导电性能的研究

以LiTi2（PO4）3为基,煤矸石为原料经高温固相反应（900℃）制得系列锂离子固体电解质Li1＋2x＋2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12（以下简称Ti-Mg-Lisicon）.应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明x=0.1,y=0.1的合成物室温电导率比较理想为1.30×10-4S/cm,而673 K时x=0.1,y=0.3的合成物的电导率最大,为2.60×10-2 S/cm。X射线衍射分析结果表明在x=0.1,y≤0.7x;=0.2y,≤0.6的组成范围内均得到空间群为R3c的合成物.     

[M3O3]A及[M3O3]B[M3O3]（M=V,Nb;A=Li,Na;B=Ca,Sr）：含δ-芳香性配体的金属夹心化合物

采用密度泛函方法系统研究了D3h V3O-3和C3Nb3O-3 δ和π双重芳香性体系的几何和电子结构,并将其作为配体引入C3v[M3O3]A(A=Li,Na)和D3h[M3O3]B[M3O3](B=Ca,Sr)金属夹心化合物.V3O-3和Nb3O-3具有与已经实验确认的δ-芳香性D3h Ta3O-3类似的几何结构和成键性质.     

Li4Ti5O12/NiO复合材料的制备及其电化学性能

以Li4Ti5O12,Ni(NO3)2·6H2O和NH4HCO3为原料,采用化学沉积法与热分解法相结合制备一系列Li4Ti5O12/NiO复合材料.通过X线衍射仪、扫描电镜和X线能谱仪对所得材料进行物理结构、形貌和成分分析,采用恒流充放电和循环伏安测试研究材料的电化学性能.结果表明,Li4Ti5O12/NiO (5％)复合材料具有最佳的循环可逆性能,适量的NiO可有效改善材料的电化学性能.在2.5～0.1 V的电压范围和30 mA/g的电流密度下,30次循环后,Li4Ti5O12/NiO(5％)复合材料具有最佳的放电比容量为228.3 mA·h/g,与Li4Ti5O12相比,提高了23.8 mA·h/g;Li4Ti5O12/NiO(5％)复合材料中的NiO没有阻碍电极反应中锂离子的迁移,且提高了Li4Ti5O12电极材料的电导率,降低了电极的极化.     

锂离子电池材料探析

锂离子电池是高效的能量转化和存储设备。锂离子电池材料对其性能有着直接的影响。现阶段,锂离子电池的正极材料主要有层状的钴酸锂（LiCoO2）,氧化镍锂（LiNiO2）,锰酸锂（LiMnO2）和磷酸铁钽（LiFePO4）等;负极材料主要有各种碳材料与一些非碳负极材料,如硅和钛酸锂（Li4Ti5O12）;电解液主要为非水系电解液;隔膜主要为聚烯烃隔膜。锂离子电池不同构成部分的材料,有着一定的发展．应用历程,对其进行探完,具有广泛的应用前景。     

锂离子导体Li6La2BaTa2O12在潮湿空气中的稳定性研究

利用交流阻抗谱研究锂离子导体Li La₂ BaTa₂ O₁₂在空气的稳定性。锂离子导体Li₆ La₂ BaTa₂ O₁₂首先在空气中吸附水气进入晶界,导致该材料晶界电阻变大;随后进入晶界中的水气和Li₆ La₂ BaTa₂ O₁₂材料发生质子和锂离子的离子交换反应,导致了晶格的进一步畸变,表现为晶粒电阻直线增加。因此可通过提高陶瓷材料致密度,抑制水气进入晶界,提高该材料对水气的稳定性,这对该材料在全固态锂离子电池中的应用具有十分重要的意义。     

Application prospects of high-voltage cathode materials in all-solid-state lithium-ion batteries

All-solid-state lithium-ion batteries are lithiumion batteries with solid-state electrolytes instead of liquid electrolytes.They are hopeful in solving the safety problems of lithium-ion batteries,once their large capacity and long life are achieved,they will have broad application prospects in the field of electric vehicles and large-scale energy storage.The working potential window of solid electrolytes is wider than that of liquid electrolytes,so high-voltage cathode materials could be used in all-solidstate lithium-ion batteries to get higher energy density and larger capacity by elevating the working voltage of the batteries.The spinel LiNi0.5Mn1.5O4material,layered Li–Ni–Co–Mn–O cathode materials and lithium-rich cathode materials can be expected to be applied to all-solid-state lithium-ion batteries as cathode materials due to their highvoltage platforms.In this review,the electrochemical properties and structures of spinel LiNi0.5Mn1.5O4material,layered Li–Ni–Co–Mn–O cathode materials and lithiumrich cathode materials are introduced.More attentions are paid on recent research progress of conductivity and interface stability of these materials,in order to improve their compatibility with solid electrolytes as cathode materials in all-solid-state lithium-ion batteries and fully improve the properties of all-solid-state batteries.Finally,the existing problems of their application in all-solid-state lithium-ion batteries are summarized,the main research directions are put forward and their application prospects in all-solid-state lithium-ion batteries are discussed.     

Practical development and challenges of garnet-structured Li7La3Zr2O12 electrolytes for all-solid-state lithium-ion batteries: A review

All-solid-state Li-ion batteries (ASSLIBs) have been widely studied to achieve Li-ion batteries (LIBs) with high safety and energy density. Recent reviews and experimental papers have focused on methods that improve the ionic conductivity, stabilize the electrochemical performance, and enhance the electrolyte/electrode interfacial compatibility of several solid-state electrolytes (SSEs), including oxides, sulf-ides, composite and gel electrolytes, and so on. Garnet-structured Li7La3Zr2O12 (LLZO) is highly regarded an SSE with excellent application potential. However, this type of electrolyte also possesses a number of disadvantages, such as low ionic conductivity, unstable cubic phase, and poor interfacial compatibility with anodes/cathodes. The benefits of LLZO have urged many researchers to explore effective solutions to over-come its inherent limitations. Herein, we review recent developments on garnet-structured LLZO and provide comprehensive insights to guide the development of garnet-structured LLZO-type electrolytes. We not only systematically and comprehensively discuss the preparation, ele-ment doping, structure, stability, and interfacial improvement of LLZOs but also provide future perspectives for these materials. This review expands the current understanding on advanced solid garnet electrolytes and provides meaningful guidance for the commercialization of ASSLIBs.     

全固态薄膜锂离子二次电池的研究进展

本文综述了全固态薄膜锂离子二次电池的研究进展,主要阐述了薄膜锂电池的结构设计以及正极、负极和固体电解质材料研究现状,并对其今后的发展趋势及研发热点进行了展望。     

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。     

电动汽车动力电池正极材料研究进展

电动汽车已成为未来汽车的主要发展方向之一,动力电池是电动汽车的核心部件,动力电池技术则是电动汽车发展的核心技术.总结了传统锂离子电池正极材料的优缺点,及对它们的改性研究,着重介绍了LiFe-SiO4、LiVPO4F、Li3V2(PO4)3和纳米正极材料的研究现状和性能改进方法,并对其发展方向进行了展望.     

KTa0.77Nb0.23O3纳米片的微结构和Raman光谱研究

以Ta2O5,Nb2O3和KOH为原料,采用水热法合成边缘尺寸约100nm,厚约10 nm的KTa0.77Nb0.23O3(KTN)单品纳米片.X线衍射(XRD)结果表明,产物为立方相钙钛矿结构;X线荧光光谱(XRF)显示,纳米片中K、Ta和Nb的比例约为1:0.70:0.22,与KTa0.77Nb0.23O3化学计量...     

氟化锂及氮化亚铜人工固态电解质膜对锂离子电池正极三元材料的改性

在锂离子电池充放电过程中,电解液与电极材料发生反应,形成的固态电解质膜(solid electrolyte interphase,SEI)随着充放电次数的增加而变厚,这将降低电池的循环稳定性。所制备的人工固态电解质膜(a-SEI)可改善锂离子电池的循环稳定性,其主要成分为使用液相法制备的氟化锂(LiF)、氮化亚铜(Cu 3N)纳米颗粒。通过两种不同路径,将两种纳米颗粒先后在锂离子电池正极三元材料LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2(NCM811)电极片表面和活性材料颗粒表面涂覆生成一层a-SEI。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)等材料表征和电化学分析方法,解析a-SEI对锂离子电池循环稳定性的影响。结果表明,NCM811材料表面包覆Cu 3N作为a-SEI的电化学性能最好,相比纯NCM811材料,50周循环后的容量保持率可提升26.5%。     

全固态锂离子电池阳极V_2O_5薄膜的性能研究

通过磁控溅射法制备全固态锂离子电池阳极V2O5薄膜,对不同条件下制备的V2O5薄膜用原子力扫描显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行测试分析。结果表明,氧气比例高于20%,溅射功率120W,环境压强1.2Pa时,V2O5薄膜在表面形貌、物相和物态方面表现出良好的电化学性能。     

锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C的性能研究

文章采用固相法合成了电化学性能优异的碳包覆的锂离子电池负极材料Li3．9Mn0．1Ti5O12／C,并对材料进行了XRD、激光粒度分析、循环伏安测试及恒电流充放电测试。结果表明：Mn的掺杂未改变材料的晶体结构,由于Mn4＋对Li4Ti5O12的晶胞内部的掺杂和C对其晶胞外部的包覆,使复合材料的电导率,大电流循环稳定性和可逆比容量都明显提高。在1C充放电循环时,Li3．9Mn0．1Ti5O12／C首次放电容量为162．4mAh／g,50次循环后,稳定在159．6mAh／g,容量保持率为98．3％;在2C充放电循环时,首次放电容量达到了153．5mAh／g,展示了优良的电化学特性。     

锂离子电池热失控研究综述与文献计量分析

近年来,随着电动汽车行业的大力发展,锂离子电池作为电动交通工具储存和转化电能的重要载体大量涌入市场,但在使用过程中存在过充放电、局部过热以及外部挤压碰撞等滥用情况,可能会导致其性能下降,甚至引发热失控等安全问题。为此,对当前中外锂离子电池热失控的研究进展进行了综述总结,并通过VOSviewer可视化软件对发文量、期刊分布和关键词等进行分析。结果表明:当前锂离子电池的热失控是限制其发展的关键因素,目前主要从电池正极材料改性、电解液中添加阻燃剂、电池热管理设计三方面来提升锂离子电池的安全性。