失效锂离子电池正极材料的再生及电化学性能

以废旧锂离子电池正极材料钴酸锂为原料,将锂与钴元素的比例进行适当调整后,采用高温固相合成制备出LiCoO2材料,并利用XRD、SEM、循环伏安等手段对不同煅烧温度下合成LiCoO2材料的晶相结构、表面形貌及电化学性能进行测试表征.结果表明,经850℃煅烧12h后的LiCoO2材料的性能较好,首次充电容量达143mA.h/g,放电比容量达126mA.h/g,循环30周之后仍保持92%的放电比容量,再生后的LiCoO2材料表现出良好的电化学性能.     

LiCoO2的形貌与结构对其电化学性能的影响

研究了对电极界面状态有重要影响的LiCoO2物理参数如粒径分布、比表面积及表面形貌等对LiCoO2电化学性能的影响.研究结果表明:粒径及比表面积对LiCoO2电极的容量循环稳定性及电压循环稳定性有较大的影响;适宜的粒径分布有助于提高LiCoO2电极的循环稳定性,过大的比表面积会使电极循环稳定性急剧下降;随着晶块尺寸的减小,LiCoO2材料在大电流下的放电性能得到改善;在优化条件下合成的LiCoO2样品具有最佳的高倍率性能、较高的容量及电压循环稳定性.     

LiCoO_2表面沉积ZrO_2涂层的结构和电化学性能

为了提高LiCoO2材料的电化学性能,采用浸渍的方法,在LiCoO2的表面沉积纳米ZrO2涂层.将Zr(OH)x(CH3COO)y溶解在去离子水中,然后浸入LiCoO2,经超声波处理,蒸发溶剂,最后高温焙烧后,得到产物.用X射线吸收近边光谱(XANES)对涂层后的LiCoO2结构进行测试,检测涂层对其结构的作用效果.循环伏安实验结果表明,涂层对电极材料的氧化和还原行为有影响.恒电流充放电结果表明,LiCoO2沉积ZrO2涂层后,常温下性能改变较小,但是可以提高其在较高温度(如55℃)下的充放电性能.     

LiCoO2正极材料的合成及其电化学性能

采用回收的含有少量Co3O4的LiCoO2为原料, 加入Li2CO3调整Li与Co的物质的量比, 高温合成正极材料LiCoO2, 运用扫描电镜和X射线衍射仪对合成的LiCoO2进行微观形貌与晶相结构的研究. 研究结果表明 合成时间对晶体结构和电化学性能有较大的影响, 合成时间越长, LiCoO2的结构越完整;将LiCoO2样品组装成电池进行电化学检测, 烧结时间为12 h的样品首次充、放电比容量分别为161.16和150.67 mA·h/g, 经30次循环之后, 放电比容量仍有141.19 mA·h/g, 表现出良好的电化学性能.     

异丙醇铝包覆对正极材料钴酸锂高电压性能的影响

采用固相焙烧法制备正极材料钴酸锂LiCoO 2 ,并采用异丙醇铝（AIP）对其进行表面包覆,通过XRD、SEM、EDS mapping和电池充放电测试研究了AIP包覆量对材料结构和电化学性能的影响.电化学性能测试表明,AIP包覆可有效改善材料的循环性能,提高材料的放电比容量、库仑效率和倍率性能.相比于未包覆的LiCoO 2 样品,包覆量为0.1%的LiCoO 2 样品,具有最优异的电化学性能,在0.2C下的首次放电比容量提升至176.8 mAh/g,库仑效率高达97.2%;在1.0C下经50次循环后容量保持率为96.2%.     

烧结时间对LiNixMn2-xO4表面修饰LiCoO2性能的影响

用LiNixMn2-xO4修饰锂离子电池正极材料LiCoO2,在850℃分别进行2 h、4 h、7 h和10 h的烧结处理,对所得产物进行了X射线衍射测试,并进行充放电容量测试和平台效率的评价,在包覆量不同的情况下研究了反应时间对LiCoO2循环稳定性和平台效率的影响.对包覆后LiCoO2样品,在电化学性能测试中,3.5%包覆量烧结时间为7 h的样品表现出最好的电化学性能,其初始容量为139.3 mAh/g,120次循环后容量139.5 mAh/g,保持率为100%;而在包覆量为10%时,放电比容量和平台效率相对较低.     

LiCo_(1-X)M_XO_2的循环伏安性能研究

采用高温固相反应法制备了掺杂的锂离子电池正极材料LiCo1-XMXO2(M=Ni,Al,Mn,Bi,Zn;X=0.1,0.2),通过粉末微电极循环伏安法对制备的掺杂化合物进行了快速研究.结果表明:掺杂Al元素和Bi元素,能同时提高LiCoO2的充电和放电电压,而掺杂其他元素,均降低其充电电压而提高其放电电压.     

掺钒尖晶石型LiVxMn2-xO4的合成和性能

采用低温液相合成了锂离子二次电池正极材料LiVxMn2-xO4.X-射线衍射测试表明,添加了适量钒的LiVxMn2-xO4具有尖晶石型结构.循环伏安实验证实,钒的加入能促进活性材料中电荷传递,稳定尖晶石的结构,使电极材料更能承受锂离子在其中的嵌入和脱出.因此,改善了电极反应的可逆性,提高了正极材料的电化学性能.恒电流充放电实验进一步证明,钒能改善合成材料循环性能,抑制电池循环过程中,正极活性物质的比容量衰减,延长了电池的循环寿命.     

LiNixMn2-xO4对锂离子电池材料LiCoO2的表面改性研究

在锂离子电池正极材料LiCoO2表面上修饰LiNixMn2-xO4来改善LiCoO2在循环过程中的容量衰减问题.对所得产物进行了XRD、SEM表征,并进行了充放电容量测试和交流阻抗测试.通过XRD和SEM,发现LiNixMn2-xO4修饰没有改变材料的晶体结构.在电化学性能测试中,由于包覆LiNixMn2-xO4可以减少材料与电解液的直接接触,最大程度地减缓电极材料在电化学循环时结构遭到破坏,在修饰量较小(3 5%)时,该改性方法改善了LiCoO2电极的循环性能,69次循环后放电比容量没有衰减,且大大地提高了平台效率.     

镁、锑掺杂对LiCoO2材料电化学性能的影响

采用SEM、XRD、恒流充放电等方法研究了镁、锑元素掺杂对LiCoO2材料电化学性能的影响。结果表明,镁、锑掺杂在不改变材料晶体结构的情况下,对材料的电化学性能有显著改善作用。两种元素共同掺杂的情况下对LiCoO2材料循环性能以及倍率性能的提升最为明显。     

Preparation and electrochemical properties of re-synthesized LiCoO2 from spent lithium-ion batteries

A new idea for reuse of the cathode materials of lithium-ion batteries(LIBs) is investigated to develop an environmentally friend-ly process for recycling spent batteries.LiCoO2 is re-synthesized from spent LIBs by leaching and a sol-gel method calcined at high temperature.Thermogravimetric analysis(TGA) and differential scanning calorimetry(DSC) are employed to study the re-actions occurring calcination that are responsible for the weight losses.X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) are used to determine the structures of the LiCoO2 powders.It was found that a pure phase of LiCoO2 can be obtained by the re-synthesis process.Cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) are used to evaluate the electrochemical properties of the LiCoO2 powders.The discharge capacity of re-synthesized LiCoO2 is 137 mAh g-1 at the 0.1 C rate,and the capacity retention of the re-synthesized LiCoO2 is 97.98% after 20 cycles at the 0.1 C rate,and 88.14% after 40 cy-cles.The results indicate that the re-synthesized LiCoO2 displays good charge/discharge performance and cycling behavior.     

锂离子电池正极材料锰酸锂制备方法的研究进展

LiMn2O4以其价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,成为最有希望取代LiCoO2的主流材料之一.LiMn2O4的生产制备方法众多, 文中详细介绍了锰酸锂的晶体结构特点,阐述了锰酸锂的各种制备方法,探讨了采用不同的原料、不同的制备方法对提高锰酸锂性能的差异.从电解液方面、尖晶石锰酸锂晶体结构层面分析了其容量衰减的原因,希望能够为锰酸锂材料的研究者提供借鉴,为其生产提供理论依据.     

添加剂对镍电极充电性能的影响

采用在化学法制备Ni(OH)2过程中用共沉积的方法掺加添加剂,用排水取气法、循环伏发法研究了各种添加剂对镍电极析氧过程的影响。通过对十几种添加剂的考察,认为Sr(OH)2,Co(OH)2和La(OH)3对降低析氧速率、提高充电效率效果比较明显。     

A positive-temperature-coefficient electrode with thermal protection mechanism for rechargeable lithium batteries

A new positive-temperature-coefficient(PTC) material was prepared simply by blending of conductive Super P carbon black(CB) with insulating poly(methyl methacrylate)(PMMA) polymer matrix,which was empolyed as a coating layer on the aluminium foil substrate to fabricate a sandwiched Al/PTC/LiCoO2 cathode.The experimental results from cyclic voltammetry,charge-discharge measurements and impedance spectroscopy demonstrated that the PTC electrode has a normal electrochemical performance at ambient temperature,but shows an enormous increase in the resistance at the temperature range of 80?120℃.This PTC behavior greatly restrains the reaction current passing through the electrode at elevated temperatures,capable of acting as a self-actuating safety mechanism to prevent the battery from thermal runaway.     

N-phenylmaleimide as a New Ploymerizable Additive for Overcharge Protection of Lithium-ion Batteries

1 Results In persuit of better safety controls of lithium batteries,much efforts has been focused on the development of the internal and self-actuating overcharge protection additives.We report a novel electropolymerizable electrolyte additive for overcharge protection of lithium batteries. Electrochemical properties and overcharge behavior of NPM as a new polymerizable electrolyte additive for overcharge protection of lithium ion batteries are studied by cyclic voltammetry,charge-discharge measurements...     

锂离子电池电极材料的研究进展

综述了国内近年来锂离子电池的正极和负极材料的研究进展，对正极材料中LICoO2，LiNiO2和LiMnO4，负极材料中的碳素和非碳素材料以及合金等的研究现状及发展趋势分别作了评述.。     

Sn-Sb-Co复合负极材料的制备及性能

采用化学还原共沉积法制备了Sn-Sb-Co复合材料,用SEM对其形貌进行表征.根据充放电曲线、循环伏安曲线和交流阻抗谱,探讨了材料的嵌/脱锂行为.热处理后的Sn-Sb-Co复合材料呈不均匀粒状的无定形态结构;Sn-Sb-Co复合电极首次充、放电比容量分别为618,1 325 mAh/g,第20循环的可逆比容量为390 mAh/g,库仑效率为92%.     

Zr掺杂对Li4Ti5O12电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺锆锂钛氧复合氧化物作为锂离子电池负极材料,并对材料进行了X射线衍射分析、电化学阻抗测试、循环伏安测试及恒电流充放电测试,锆的掺杂并未改变材料的晶体结构,但降低了材料的规整度,实验结果表明：锆的掺杂在一定程度上改善了锂钛氧化合物的电化学性能,降低了电极极化,在电极表面未形成钝化膜,其中以掺杂比为Li：Ti=1：10（原子比）的材料性能最好,首次放电比容量可达到167,5mAh·g^-1,经过50次循环后,放电容量仍保持在146,9mAh·g^-1,