锂离子电池正极材料——Li3 V2 (PO4)3 的合成及其性能研究

以LiOH·H2O,NH4H2PO4和V2O5为原料,加入导电碳,用高温固相法合成Li3V2(PO4)3;以LiOH·H2O,NH4H2PO4,NH4VO3为原料,柠檬酸作为还原剂和碳源,用溶胶凝胶法合成Li3V2(PO4)3,并对材料的化学电化学性能进行了研究.     

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·     

基于新型正极材料的高功率锂离子电池

采用尖晶石LiMn2O4材料制作了18650型锂离子电池,分析了影响锂离子电池大电流放电性能的主要因素如极耳、极片、电解质溶液等。又采用新型正极材料LiMnxNiyCozO2开发出性能更优越的18650型高功率锂离子电池,该电池可10C连续放电和8C快速充电,并具有优秀的循环性能和搁置性能。18650型高功率锂离子电池的开发,为研制混合电动车(HEV)用高功率锂离子电池提供了实验依据。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及电化学性能

采用固相合成法在不同温度制度下合成掺杂碳的LiFePO4正极材料,计算出各样品的结构参数并对各样品进行电化学测试·结构参数的计算结果表明:合成温度升高,样品的结晶程度更好,结构更紧凑,更趋稳定·电化学测试结果说明:700℃合成的产物具有良好的电化学性能,在0 1C倍率下放电,其室温初始放电容量为140 4mAh/g,循环10次后容量衰减较小·此条件合成的LiFePO4放电容量与目前工业化生产的LiCoO2相当,具有良好的应用前景·     

锂离子电池无序结构正极材料的研究进展

介绍了国内外无序正极材料在锂离子电池中的应用现状与研究动态,论述了无序正极材料中2种Li~+扩散通道的激活方式.归纳分类了无序正极材料中的Ti基(Li-M-Ti-O)和Nb基(Li-Nb-M-O)2类正极材料,阐述了Ti基(Li-M-Ti-O)和Nb基(Li-Nb-M-O)无序正极材料的制备、工艺参数的优化、改性以及相应的电化学性能,并对比了2类无序正极材料的稳定性能及充放电机理.最后针对当前无序正极材料存在的容量保持率一般、倍率性能差等问题,提出了表面包覆、离子掺杂等改善措施,并对是否可以改变其充放电模式进行了讨论,展望了无序正极材料未来的研究方向.     

基于新型正极材料的高功率锂离子电池

采用尖晶石LiMn₂O₄材料制作了18650型锂离子电池, 分析了影响锂离子电池大电流放电性能的主要因素如极耳、极片、电解质溶液等。又采用新型正极材料LiMn_xNi_yCo_zO₂开发出性能更优越的18650型高功率锂离子电池, 该电池可10C连续放电和8C快速充电, 并具有优秀的循环性能和搁置性能。18650型高功率锂离子电池的开发, 为研制混合电动车(HEV)用高功率锂离子电池提供了实验依据。     

磷酸锰锂正极材料的可控合成与电化学性能研究

研究了磷酸锰锂（LiMnPO4）微纳米材料的水热合成过程及其电化学特性。在水热合成过程中,改变各种参数,如反应温度、反应物LiOH浓度、铁元素掺杂等,制备一系列LiMn-PO4粉体。使用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段对其进行分析表征,获得了优化的水热合成LiMnPO4工艺,制备了性能稳定的LiMnPO4正极材料。研究发现,水热合成温度是形成LiMnPO4物相的主要因素,在140℃以上温度合成时,可以得到纯相LiMnPO4;LiOH浓度对合成物相的影响不大,但是它改变了晶体的生长习性,导致粉体显微形貌从针状向颗粒状、片状转化,材料的电化学性能随之增加;纯相LiMnPO4的电化学性能无法满足应用需求,可以通过Fe元素掺杂形成固溶体,使LiMnPO4的电化学性能得到一定的提升,有望在动力电池领域得到应用。     

锂离子电池正极材料安全性能--过充性能

锂离子电池由于安全性问题,使大容量电池的应用受到限制,比如用作电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)的动力电源.以不同正极材料组装成AA型锂离子电池,研究其过充性能.试验结果表明尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料,耐过充性较好;新型包埋镍酸锂梯度正极材料有很好的耐过充性能.     

锂离子电池正极材料安全性能——过充性能

锂离子电池由于安全性问题,使大容量电池的应用受到限制,比如用作电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）的动力电源.以不同正极材料组装成AA型锂离子电池,研究其过充性能.试验结果表明尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料,耐过充性较好;新型包埋镍酸锂梯度正极材料有很好的耐过充性能.     

锂离子电池正极材料安全性能——热稳定性

锂离子电池由于安全性问题，使大容量电池的应用受到限制，比如用作电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）的动力电源。以不同正极材料组装成AA型锂离子电池，研究其热稳定性。试验结果表明尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料，热稳定性最好；新型包埋镍酸锂梯度正极材料有高的比能量和优良的循环性。     

锂离子电池正极材料Li1+xV3O8的制备及动力学研究

采用二次缩合溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li1 xV3O8,首次放电容量达330 mA.h/g,循环15次后容量衰减7.6%。测试不同温度下放电时正极材料Li1 xV3O8中Li 的扩散系数DLi ;从动力学角度研究了温度放电倍率密度对电池性能的影响。结果表明,随着温度的增加,DLi 增大,比容量相应增大;当以0.02 C的放电倍率放电时,电容量较高,以0.08 C的放电倍率放电时,电容量衰减约50%。     

锌锰电池正极材料的改进研究

对商业锌锰电池正极材料进行了修饰,改进后电池放电性能有较大改善。在75ohm负载下连续放电至0．8V时与Duraeell Ultra（AAA）电池相比,放电时间为90．95h,平均延长31．1％;电池能量为1．555Wh,增加23．4％。     

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LiMn2O4的Al2O3包覆研究

文章采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,并采用液相包覆的方法对其进行改性处理。采用XRD、SEM、XPS以及电池测试系统等,研究了所制备材料的结构、组成、性能和包覆机理。实验结果表明:表面处理后的LiMn2O4循环性能显著提高,以A12O3对尖晶石LiMn2O4进行表面包覆,使LiMn2O4颗粒不与电解液直接接触,可以防止锰离子溶解在电解液中,获得结构稳定、循环性能优异的锂离子电池正极材料;同时Al2O3会和电解液中微量的HF反应,减小了HF对锰离子溶解的加速作用。     

Composite cathode and anode films for rechargeable lithium batteries

Recently the rechargeable Li and Li-ion polymer batteries have improved due to development of Li-ion conductive gel electrolytes and of high energe granting intercalation compounds. In our laboratory the composite cathodic film, the composite carbon anode film and PVC-based electralyte film were successfully prepared by casting procedures. Cycling experiments of the cells with Li or composite carbon anode in contact with PVC-based electrolyte and composite cathode were performed. Relatively good performance of the cell with Li anode, the composite cathode and LiPF₆-EC-DEC electrolyte was achieved in that over 50 cycles were possible with minimal capacity loss upon cycling. The same cell with PVC-based electrolyte was cycled over 20 cycles. Replacing Li anode by composite carbon anode, the cell behaved like the latter. It is found that appropriate amount of carbon content is helpful to improving specific capacity.     

中空TiO2/S复合物的制备及作为高性能锂硫电池正极材料

以C球为模板,通过水热反应制备中空结构TiO_2;并通过液相渗入法与单质S复合,制备出锂硫电池正极材料TiO_2/S复合物。利用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)测试手段对复合物进行形貌、结构及不同组分含量确定的表征;利用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、恒电流充放电测试方法对其进行电化学性能表征。结果证明,单质S与中空TiO_2成功复合;中空结构的TiO_2不仅提高了S正极的导电性,还能有效控制单质S的利用,以及缓解多硫化合物的"穿梭效应",进而大大提高电池的库伦效率和循环性能。     

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.     

LiFePO_4锂电池正极材料的共碳包覆和Mn掺杂的改性

采用高能球磨辅助固相法制备碳包覆并掺杂Mn的LiFePO4正极材料LiFe1-xMnxPO4(x=0.04、0.05、0.06和0.07)。通过X线衍射光谱仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、比表面积(BET)及恒流充放电等测试手段考察Mn的掺杂量及碳的包覆量对LiFePO4的结构、形貌及电化学性能的影响,最终确定优化条件。结果表明:Mn掺杂量x=0.06及碳的前驱体(蔗糖)添加量为LiFe0.94Mn0.06PO4质量的2.5%(碳最终质量分数为1.26%)时,所获得的碳包覆和Mn掺杂的LiFePO4正极材料的电化学性能最优异,其0.1C倍率的放电比容量为165.1 mA·h/g,10C倍率的放电比容量仍达92.4 mA·h/g,50次循环后容量保持率分别为96.7%及89.2%。     

基于尖晶石正极材料的柔性锂离子电池的制备和测试

发展了一种新颖、简单且普适性很强的制备柔性无支撑的电极薄膜方法,并成功地组装和测试了LiMn2O4/Li4Ti5O12,LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12以及LiNi0.5Mn1.5O4/石墨3种全电池.以这种方法制备的锂离子电池具有能量密度高的特点,在某些特定的领域具有潜在的应用前景.此外,这种技术还有可能应用于锂离子电池的原位光谱分析.     

CoO/SnO2@NC/S复合材料的制备及其应用于高稳定性锂硫电池正极材料

To improve the sulfur loading capacity of lithium-sulfur batteries (Li–S batteries) cathode and avoid the inevitable “shuttle effect”, hollow N doped carbon coated CoO/SnO₂ (CoO/SnO₂@NC) composite has been designed and prepared by a hydrothermal-calcination method. The specific surface area of CoO/SnO₂@NC composite is 85.464 m2·g–1, and the pore volume is 0.1189 cm3·g–1. The hollow core-shell structure as a carrier has a sulfur loading amount of 66.10%. The initial specific capacity of the assembled Li–S batteries is 395.7 mAh·g–1 at 0.2 C, which maintains 302.7 mAh·g–1 after 400 cycles. When the rate increases to 2.5 C, the specific capacity still has 221.2 mAh·g–1. The excellent lithium storage performance is attributed to the core-shell structure with high specific surface area and porosity. This structure effectively increases the sulfur loading, enhances the chemical adsorption of lithium polysulfides, and reduces direct contact between CoO/SnO₂ and the electrolyte.