化学法处理硫酸铅制备铅酸电池正极材料

 硫酸盐化是导致铅酸电池失效的原因之一,因此通过硫酸铅脱硫煅烧制备具有电化学活性的氧化铅具有重要意义.本文提出了一种把硫酸铅通过与碳酸铵反应和煅烧来转化为铅酸电池正极材料的方法.首先,反应得到的碳酸铅经过过滤,在350℃下煅烧得到具有电化学活性的氧化铅.随后对此法制备的样品与工厂生产电池所用的球磨铅粉分别进行了X射线粉末衍射、扫描电镜等分析,通过充放电性能测试得出制备的电极材料的容量高于工厂铅粉的结论,之后通过比较不同煅烧温度下的电性能来对制备样品的煅烧温度进行探讨并得出制备样品的最佳煅烧温度.在最佳条件下制备的氧化铅颗粒均匀,大小在200~300nm,作为铅酸电池正极材料,具有较高的放电比容量(放电倍率为0.5C时放电比容量为120mA·h/g),最后对充放电之后的样品进行了X射线粉末衍射分析.     

水系锂离子电池正极材料的制备及电性能

采用化学共沉淀法和高温固相反应法制备了锂离子电池梯度正极材料LiNi112xCoxMnxO2.通过X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、充放电测试对材料的微观结构及在水系电解液中的电化学性能进行了研究.结果表明:在pH值为11±0.05,NH3/M为2.25,反应温度为50℃,反应时间为12 h的工艺条件下共沉淀合成的正极材料具有良好的α-NaFeO2层状结构.以Zn片为负极,800℃煅烧15 h制备的正极材料为正极,pH值为9的LiNO3溶液为电解液组合成水系锂离子电池模拟体系,电流密度为5C时的循环性能相对较好.其首次充电比容量为288.9 mAh/g,放电效率为76.7％,20次循环后的充电比容量为26.3 mAh/g,放电效率为97.3％,其容量保持率为9％.     

结晶态FePO4在锂电池中的应用

在不同的温度、物质的量比和煅烧时间等条件下,分别制备FePO4正极材料,并进行X射线衍射(XRD)测试、准开路电压(QOCV)和恒流充放电(CCV)等电化学测试.经湿法研磨后,结晶态FePO4的充放电容量有很大提高,有良好循环特性,表明结晶态FePO4可以通过控制颗粒特性提高比容量,可成为低成本环保型锂电池正极材料.     

稻壳制备锂离子电池炭负极材料

研究了炭化温度、升温速率以及碱处理浓度对稻壳制备锂离子电池负极材料结构及充放电性能的影响。通过差热热重分析曲线(DT-TGA)、元素分析、X射线粉末衍射(XRD)以及电化学性能测试手段对材料进行了表征。结果表明:在最佳实验条件下,材料首次充电容量为678mA.h/g,首次放电容量为239mA.h/g,循环10次的容量保持率为86.2%。     

Al^3＋、Cl^掺杂LiMn2O4的电化学性能研究

采用以柠檬酸为配位剂的溶胶-凝胶法制备了复合掺杂Al、Cl两种元素的锂离子电池正极材料LiMn2_xAlxO4_yCly.采用X射线衍射、透射电子显微镜及充放电循环等方法分析研究了不同掺杂量对材料结构、粒径及电化学性能的影响.结果表明,制备的样品具有良好的尖晶石结构,其中LiMn1.9A10.103.9C10.1的高温(55C)循环性能最佳,初始放电比容量为105.2 mAh/g,25次循环后容量仅衰减4.37%.显示Al-Cl复合掺杂能有效的改善尖晶石的高温电化学性能.     

柠檬酸溶胶-凝胶法合成嵌锂电极材料

选用金属醋酸盐和柠檬酸配体,采用溶胶-凝胶法合成出锂离子电池正极材料L i1.05M n2O4.通过优化溶液的pH值和合成温度,包括预烧温度和灼烧温度,制备出纳米尺寸颗粒占13.05%的样品.X射线衍射分析表明,样品为尖晶石型结构,晶格常数a=0.823 nm.扣式电池充放电性能测试的结果表明,合成的L i1.05M n2O4样品具有良好的充放电循环性能,0.1 C充放电循环100次容量损失仅为4.5%.     

镍掺杂对MoO3 正极材料电化学性能的影响

采用高温固相合成法制备(MoO3)1-x(NiO)x (x=0.00, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04)锂离子电池正极材料,其中MoO3溶胶是由钼酸铵通过离子交换法制得.通过X-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜测试(SEM)、充放电测试、循环伏安和交流阻抗等测试方法考察了镍掺杂对MoO3正极材料结构、形貌以及电化学性能的影响.结果表明,通过镍掺杂正极材料展示了较好的电化学性能.其中掺杂量为0.03的样品展示了最高的首次放电容量,其首次放电容量为295.9 mAh/g.     

环氧树脂作还原剂制备Li3V2(PO4)3的结构和性能

采用高温固相法,以环氧树脂为还原剂合成锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3.通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和微观形貌进行表征,并用恒电流充放电和循环伏安实验研究材料的电化学性能.结果表明所制备的Li3V2(PO4)3为结晶完善的单斜结构,颗粒分布均匀且粒径较小,0.2C时在3.0V~4.3V电压范围的首次放电比容量为126.9mAh/g,30次循环后的比容量为126.0mAh/g,容量保持率达到99.29%.     

高电压锂离子电池正极材料LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4制备及改性

采用草酸铵共沉淀-高温固相烧结法合成了高电压尖晶石正极材料LiNi0.5Mn1.5O4及其掺杂改性材料LiNi0.4Mg0.1Mn1.5O4.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电测试等对所合成样品进行表征.XRD测试表明所合成的样品具有尖晶石结构,空间群为Fd3m.电化学测试表明,样品有两个主放电平台,分别为4.7V和4.1V.经过800℃煅烧的样品LiNi0.5Mn1.5O4具有最好的倍率性能.经过900℃煅烧的样品具有最好的循环性能,以0.1C充放电,最高放电比容量达到124.2mAh.g-1,循环30次后容量保持率达92.7%.Mg掺杂的改性样品LiNi0.4Mg0.1Mn1.5O4在0.1C倍率下循环30次后容量保持率达95.7%,Mg的掺杂可以提高该材料的循环性能.     

可充镁电池正极材料MgTi2O5的研究

采用溶胶-凝胶法合成了MgTi_2O_5材料．粉末X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,该材料结晶良好,粒径均匀．使用其作为镁电池的正极活性物质组成模拟电池,测试循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)、循环充放电,结果表明,该正极材料具有较好的可逆充放电行为,反应历程涉及特性吸附,动力学性能有待改进．     

温度对水热反萃法合成锂离子电池正极材料LiFePO_4的影响

采用水热反萃法合成了锂离子电池正极材料LiFePO_4,重点研究了温度对LiFePO_4结构、形貌和电化学性能的影响.分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)及恒电流充放电测试对样品的结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明:在140~250,℃范围内水热反萃法可以合成纯相的LiFePO_4.用制备的LiFePO_4作为电池的正极材料,其电化学测试表明:250,℃合成的样品极化最小,同时具有最小的电荷转移阻抗和最大的Li+扩散系数,0.1,C下首次放电比容量为151.7,m A·h/g,较高倍率下循环40次再采用0.1,C时的放电比容量可达到161.9,m A·h/g,具有良好的倍率循环性能.     

锂离子电池正极材料LiV3-xCoxO8合成及性质

水热法制备Co掺杂改性的锂离子电池层状正极材料LiV3-xCoxO8。经X射线衍射和扫描电镜分析表征材料的晶体结构和形貌,恒流充放电循环测试其电化学性能,结果表明:随着Co掺入量增加,材料初始放电容量有所降低,但循环性能得到明显改善,当掺杂量控制在0.01≤x≤0.08范围内时,LiV3-xCoxO8材料的循环性能和充放电可逆性均比未掺杂LiV3O8材料有明显改善。其中,LiV2.99Co0.01O8和LiV2.97Co0.03O8在40次循环之后,都能保持146 mAh.g-1的放电比容量。     

微反应器-共沉淀法制备LiCoPO_4/C及其电化学性能

采用微反应器-共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiCoPO_4,并对LiCoPO_4进行碳包覆改性研究,分别用X线衍射(XRD)、电感耦合等离子体(ICP)、场发射电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学测试系统对样品进行表征。结果表明:制得的LiCoPO_4颗粒尺寸在200 nm左右,在650℃煅烧温度下,首次放电比容量最佳。经过碳包覆改性之后,颗粒表面包覆了一层碳层,首次放电比容量和循环性能均得到明显提升,在650℃煅烧温度下制备的LiCoPO_4/C复合材料,首次放电比容量达到130 m A·h/g,经过20次循环后还剩70 m A·h/g左右。     

LiFePO4/CNT复合材料的制备及电化学性能

采用溶胶凝胶-微波法制备LiFePO4/碳纳米管(CNT)复合正极材料.考察不同微波时间和CNT含量对其电化学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶型结构和表面形貌进行表征.结果表明:掺CNT量为2%(质量分数)和微波18 min所得样品有较好的电化学性能;0.1C充放电的首次放电比容量为142 mAh.g-1,第10次循环的比容量为136 mAh.g-1.     

稀土化合物Er2FeSb2首次放电性能研究

制备了化学计量比为Er2FeSb2的稀土化合物,X射线粉末衍射表明Fe固溶于稀土化合物Ersb,固溶度达到20at.%,合金保持NaCl型面心立方结构,晶格常数由于Fe的固溶而增大.利用恒电流充放电方法测定了化合物的电化学性能,首次冲放电循环表明Er2FeSb2具有2个明显放电平台,放电容量达到673.6m Ab/g,每个分子式平均放电容量为16.0 e/formula,合金电池放电能量为386.9 mAhV/g.     

稀土化合物Er2FeSb2首次放电性能研究

制备了化学计量比为Er2FeSb2的稀土化合物,X射线粉末衍射表明Fe固溶于稀土化合物ErSb,固溶度达到20at.%,合金保持NaCl型面心立方结构,晶格常数由于Fe的固溶而增大。利用恒电流充放电方法测定了化合物的电化学性能,首次冲放电循环表明Er2FeSb2具有2个明显放电平台,放电容量达到673.6 mAh/g,每个分子式平均放电容量为16.0 e/formula,合金电池放电能量为386.9 mAhV/g。     

FePO4的制备及其在锂电池中的应用

采用不同的方法制备磷酸高铁 ,对其在锂金属二次电池中的充放电比容量进行测定 ,研究不同煅烧温度对其性能的影响 .通过机械研磨的方法 ,获得高比容量的 Fe PO4样品 .在电流密度为 0 .13m A· cm-2 时 ,首次放电比容量达 132 .0 m A· h· g-1.通过实验证明 ,结晶状磷酸高铁也可以获得具有与无定形磷酸高铁相近的充放电容量 .该方法提供一种原料价格低廉、制造简单和充放电容量高的正极活性材料 ,可应用于金属锂电池     

新型锂电池正极材料多硫化碳炔的研究

为克服锂/硫电池的正极材料单质硫的导电性差、放电产物的部分溶解导致电池性能下降等问题,设计并制备了一种新型正极材料多硫化碳炔。通过核磁共振、拉曼光谱、X-射线及SEM等手段对其进行了研究,并得到其形态及结构信息,证明材料具有“主链导电、侧链储能”的结构。通过充放电性能测试及循环伏安测试对其电化学性能进行了研究,结果表明该材料具有较高的充放电效率与良好的循环性能,0.4mA/cm²的放电条件下60次循环后比容量可以达到400mAh/g,充放电效率接近100%。     

锂离子电池正极材料Li1+xMn2-xO4的Jahn-Teller效应

锂离子电池正极材料在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。文章利用溶胶凝胶法制备富锂尖晶石Li1 xMn2-xO4,通过X射线衍射、晶格参数和cMn4 /cMn3 比值等参数,研究尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应;结果表明,当煅烧温度t=650℃,x=0.05时,有利于抑制Jahn-Teller效应。     

锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的制备及其掺杂改性

采用固相合成法制备了锂离子电池用尖晶石型LiMn2O4正极材料,并通过同时加入Cr3 和F对材料进行了体相掺杂改性.用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了材料的表面形貌和晶体结构,用充放电循环实验对制备的锂离子电池性能进行了测试.结果表明:未掺杂的LiMn2O4正极材料首次放电容量为115.3mAh·g-1,循环25次后容量降为96mAh·g-1;掺杂Cr3 和F的材料同样具有尖晶石型结构,随掺杂量增加,首次放电容量略有降低,但循环性能有较明显改善,充放电效率提高,其中掺杂量为0.10的样品首次放电容量为111.5 mAh·g-1,循环25次后容量保持率达91.8%.