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.     

微波合成锂离子电池正极材料LiCoO_2

用微波合成了锂离子电池正极材料LiCoO2,采用XRD、SEM和DC 5C电池测试仪研究了LiCoO2的结构、形貌和电化学性能·研究结果表明,在900W的功率和2 45GHz的频率下,反应10min即可得到纯度高、具有层状结构的LiCoO2电池材料,XRD谱线与标准层状LiCoO2材料基本一致,充放电的实验结果显示:放电容量可达140mAh/g,放电平台和充放电时间均显示出微波合成的LiCoO2具有较好的电化学活性·实验考查了Li/Co摩尔比对产品结构的影响,研究结果证明Li/Co比为1.05∶1时,得到的LiCoO2与标准样符合得更好·     

微波合成LiCoO2及其结构表征

以Co2O3和LiOH·H2O为原料,微波加热合成锂离子电池正极材料LiCoO2·考察了微波输出功率、微波加热时间及保温时间对产物结构和组成的影响,用XRD实验对所得产品进行表征·结果表明,当微波输入功率为360W,加热时间为10min,保温时间为10min时,产品是单一相层状结构LiCoO2,晶格常数和标准值一致·SEM实验显示,该反应条件下制备LiCoO2样品颗粒边缘清晰、光滑,颗粒度约为5μm,粒度分布较均匀·对LiCoO2的微波合成机理进行了探讨,结合XRD实验,说明Co2O3和LiOH·H2O反应生成LiCoO2分两步完成·     

采用粉末微电极循环伏安法估测锂离子电池炭负极材料的循环性能

阐明了采用粉末微电极循环伏安法估测锂离子电池(LIB)炭负极材料的循环性能的原理．采用该法研究了经高温热处理后具有良好贮锂结构的石油焦试样在1mol／L LiClO4／EC DEC(1：1)电解液中的循环性能．实验结果表明,该试样是一种循环性能优越的LIB负极材料：充、放电到第500循环时,放电容量仍保持了最大放电容量的85．02％,充、放电效率为94．96％;同时也证明了粉末微电极循环伏安法用于估测LIB炭负极材料的循环性能的可行性．     

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.     

多巴胺在碳纳米管粉末微电极上的伏安行为及分析应用

制备了碳纳米管粉末微电极(CNTPME),研究了多巴胺(DA)在该微电极上的电化学行为.结果表明:在0.5 mol/L的硫酸溶液中,采用该微电极循环伏安法测定DA,CNTPME对DA具有良好的电催化性能,在4.9×10-6～1.2×10-4 mol/L 范围内,其循环伏安峰电流与DA的浓度呈良好的线性关系,检测限为1.5×10-7 mol/L.该电极响应快、稳定性好、寿命长,抗坏血酸等十余种共存物质基本不干扰,适合于电活性生物分子的测定.     

Ag与Ag_2O粉末微电极的循环伏安和电化学阻抗对比研究

在Ag电极化成为AgO时,发现只有Ag粉末电极可以氧化得到AgO,而Ag2O则不行.分别将Ag和Ag2O制作成粉末微电极,对它们进行了循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)测试.通过对测试结果的分析可知,Ag被氧化为Ag2O后,Ag电极分为内外两层,外层为富含离子通道的Ag2O,便于OH-的进入;内层为导电性良好的Ag,便于Ag2O氧化为AgO时电子的输出.而Ag2O电极所含的离子通道较少,不利于OH-的进入;另外Ag2O的电阻较大,也不利于电子向外输出.这两方面原因使得Ag2O电极不能被氧化为AgO.     

合成条件对LiCo0.2Ni0.8O2正极材料结构与性能的影响

对LiC0.2Ni0.8O2正极材料的合成条件进行了研究．实验表明，该材料在空气气氛中合适的合成温度为700℃，反应时间为12h，在该反应条件下正极材料晶体结构有序化程度及晶体结构完善性均比较理想，其电化学性能较好．在通氧条件下制备得到的正极材料LiC0.2Ni0.8O2具有良好的电化学性能，其初始放电容量175mAh／g，经过50次充放电循环后放电容量为153mAh／g，而且正极材料中锂离子的扩散系数有了较大的增加，这有利于正极材料中锂离子的迁入和脱嵌，因此LiC0.2Ni0.8O2正极材料具有良好的充放电循环性能。     

合成条件对尖晶石型LixMn2O4正极材料结构的影响

采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等方法研究了不同温度、原料配比等工艺因素对LixMn2O4正极材料的微观形貌、物相结构等影响.结果表明:LiMn2O4样品的晶格常数、晶胞体积和晶粒大小随着合成温度的增加而增大,当合成温度超过700℃时,样品由尖晶石型LiMn2O4单相组成,在750℃下可合成粒度分布均匀,晶体结构完整的LiMn2O4.当x＜1时,LixMn2O4样品的颗粒呈不规则形状,当x＞1时,样品的形状为球形颗粒;LixMn2O4样品的晶胞常数和晶胞体积随着x值的增加而呈现出先增后减的规律.图6,表2,参14.     

高密度LiMn0.4 Ni0.4 Co0.2 O2正极材料的合成与研究

用一种改进的氢氧化物共沉淀法制备了粒径均一、近球形的Mn0.4Ni0.4Co0·2(OH)2,再通过高温固相合成法制备了高密度的LiMn0.4Ni0.4Co0·2O2正极材料。结果表明,在沉淀体系中加入F-,可以在较为宽松的条件下制备出振实密度为2·3g·cm-3的LiMn0.4Ni0.4Co0·2O2正极材料。对产物进行了XRD、SEM和充放电测试。SEM测试结果表明,产物具有良好的形貌;XRD测试表明,产物具有良好的层状结构,无杂质相存在。在充放电电压区间为3·0~4·4V,电流密度为30mA·g-1时,首次充电和放电容量分别为185和164mAh·g-1,经过50次循环,放电容量仍能保持90%。     

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.     

容量间歇滴定法测定LiCoO2中Li+的固相扩散系数

采用容量间歇滴定技术在充放电仪上测定了不同电压条件下嵌入型锂离子电池正极材料LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数.研究结果表明：在3.9～4.3 V电压范围内,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数的数量级为10^-13～10^-12cm^2/s,且在电压为3.95 V时达到最小,在电压为4.15 V时达到最大.整个充电过程中,当电压由3.95 V上升至4.15 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数增大;当电压由4.15 V上升至4.20 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数减小;当电压由4.2 V继续上升至4.3 V时,LiCoO2中Li^＋的固相扩散系数同样经历了先增大后减小的过程.     

固相合成条件对LiCoO2结构与形貌的影响

研究了热处理制度、气氛以及原料等合成条件对LiCoO2结构形貌的影响.研究结果表明:高温时LiCoO2的生长呈现各向异性并有层状结构外露,易出现烧结、晶粒长大的现象;提高氧分压有利于减小LiCoO2晶粒及颗粒粒径,还可抑制颗粒之间的团聚.提出了以两段连续烧成法合成LiCoO2的工艺,简化了合成工艺,解决了低温下反应速度慢,高温下易烧结而难控制粒径的问题.     

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.     

锂离子电池LiCoO2材料的安全性能研究

利用DSC对粒径、包覆等因素影响LiCoO2的热稳定性进行了初步研究. 测试结果表明,较大的颗粒度能降低LiCoO2与电解液反应的放热量,但对反应起始温度影响很小. 适当的包覆量不仅能降低LiCoO2与电解液反应的放热量,而且能提高反应起始温度,综合提升LiCoO2材料的安全性能.     

脉冲激光沉积法制备LiCoO2 薄膜阴极

脉冲激光沉积方法(PLD)制备LiCoO2薄膜的关键因素之一是激光的功率. 在功率不小于160 Mj时,薄膜的结晶程度相对较高,出现(003)晶面的择优取向;且薄膜表面光滑,没有附着尺寸大小不一的纳米颗粒;恒流充放电测试20周内放电容量没有衰减,循环性能好.     

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.     

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.     

B元素对正极材料LiCoO2结构及性能的影响

为得到性能优异的锂离子电池正极材料,通过湿化学方法首先制得LiCoO2前驱体,掺入一定量H3BO3后经加热处理即得到掺B样品.通过对掺B样品进行检测分析,结果表明B的掺入能够部分改变LiCoO2的结构;其中当B含量在0.5%～3.5%时效果最好,其循环性也有提高.