高性能磷酸锰锂-磷酸钒锂复合正极材料研究进展

橄榄石结构的磷酸锰锂(LiMnPO4)作为一种高能量密度、高工作电压的正极材料引起研究者们的广泛研究.但是在室温下,LiMnPO4的电子电导率(<10-10 S/cm)和离子迁移率都很低,导致了较差的电化学性能.单斜相的磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)具有一种开放的三维网络骨架结构,导致锂离子的扩散速度远快于LiMn...     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的掺杂

为了降低磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)材料成本并提高材料中活性元素V的利用率,该文采用溶胶凝胶/碳热还原法合成了球形锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3及其掺杂不同金属离子(Al3+、Cr3+、Y3+、Ti4+)的衍生物。电化学测试结果表明,经摩尔分数x为5%的金属离子掺杂修饰后的Li3V2(PO4)3材料的首次充放电容量及循环性能均优于经x=10%的金属离子掺杂的材料。其中Al3+和Ti4+的掺杂更加有效,在3.0~4.8 V、0.5 mA下、摩尔分数为5%的Al3+和Ti4+掺杂后的Li3V2(PO4)3样品中首次充电容量分别为178 mAh.g-1和174.9mAh.g-1。80次循环后放电容量均保持在123 mAh.g-1左右。     

锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物的制备

以Ni0 .8Co0 .2 (OH) 2 和LiOH·H2 O为原料 ,采用固相烧结法合成了锂离子电池正极材料LiNi0 .8Co0 .2 O2 ,并用正交试验法对反应温度和反应时间等因素进行了优化 .结果表明 ,通过严格控制各影响因素可以制得结构和性能优良的锂镍钴氧化物正极材料 ,其首次放电比容量大于 1 6 0mA·h/ g ,松装密度大于 2 .0 g/cm3.     

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%。     

磁控溅射制备的氧化钒薄膜的结构研究

用Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）,原子力显微镜（ＡＦＭ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）研究了磁控溅射制备的氧化钒薄膜的宏观、微观和电子学结构。建立了薄膜的相结构与ＸＰＳ谱中Ｖ２ｐ３／２特征峰的结合能之间的定量关系。给出了二氧化钒薄膜的ＡＦＭ像。所得到的二氧化钒热致变色薄膜的结构特性与光电特性相一致。     

锂电池正极材料CuFeS_2的电化学性能研究

利用溶剂热法合成了纯净的CuFeS2粉体,并将其作为锂电池正极材料进行测试.试验结果表明,CuFeS2具有很高的室温一次放电容量,在14mA/g电流密度下,Li/CuFeS2电池的首次放电容量为1 100mAh/g,在-20℃,其放电容量仍可达到400mAh/g以上.Li/CuFeS2电池具有2个放电平台,而每个放电平台对应不同的电极反应.     

氧化钒与聚合物复合的热敏电阻材料

将过渡金属氧化物（Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５）分别与高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）、低密度聚乙烯（ＬＤＰＥ）、聚丙烯（ＰＰ）复合制备热敏电阻材料，其室温电阻率最低可达０．４Ω·ｃｍ，ＰＴＣ效应（ρｍａｘ／ρ２５℃）高达１０１０数量级。本文研究了导电微粒、聚合物的种类、数量对室温电阻率和ＰＴＣ效应的影响规律，并对复合材料的微观结构进行分析，用电子隧道效应理论解释了材料的ＰＴＣ效应。     

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.     

锂二次电池正极材料FeVO4的水热法制备及电化学性能

以偏钒酸铵和硝酸铁为原料,通过水热法制备前驱体,然后分别在300℃和550℃热处理,成功制备出微米棒状钒酸铁材料.采用热分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、粒度分析和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,同时对材料进行了恒流充放电循环电化学性能测试.结果显示,钒酸铁材料具有微米棒状结构,长度约为1~2μm,粒径主要集中在0.6~0.8μm.300℃热处理样品在50mA/g放电电流密度下其首次放电比容量为228mAh/g,40周循环后比容量保持在130mAh/g.通过XPS分析了脱/嵌锂过程的机理,结果显示该材料充放电过程中同时发生了Fe和V的氧化还原反应,共同提供嵌锂容量.     

锂离子电池正极材料LiNixCo1 - xO2局域结构的研究

对合成制备的LiNixCo1 - xO2正极材料及其稀土金属Ce元素添加改性的正极材料进行了X射线衍射(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)表征.结果表明,随着焙烧温度的升高,物相组成趋于单一,晶格趋向完整,800 ℃时完全形成LiNiO2、LiCoO2晶相结构.LiNixCo1 - xO2样品中Ni/Co摩尔比不影响LiNiO2晶相的形成,而只影响其晶相组成;掺杂的稀土金属Ce元素以CeO2状态存在于产物中,CeO2对LiNiO2晶相形成有一定的影响;LiCoO2的焙烧温度不能大于900 ℃,否则Co被氧化为Co3O4;样品中Ni与Co原子的局域结构,除Ni与Co原子相互影响外,掺杂Ce后对它们的局域结构也有较大影响.     

磷酸铁锂正极材料的研究现状

磷酸铁锂正极材料具有比容量大、安全性高、性价比高以及循环寿命长等优点,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。论述了橄榄石型磷酸铁锂的晶体结构特征以及充放电反应机制,综述了近年来采用葡萄糖、活性碳和石墨烯等不同的碳源进行碳包覆, 硫离子、镁离子、镍离子、氟离子、钒离子、钠离子和银离子等不同金属离子和非金属离子进行离子掺杂以及蒸发诱导自组装法、碳热还原法和喷雾干燥法等不同合成方法进行材料纳米化等改性方式对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响。最后简要分析了目前改性方法仍存在的问题,并对其前景进行了展望。     

Synthesis and Electrochemical Properties of Nanostructured Cathode Materials for Lithium Batteries

1 Results For electrode materials in lithium batteries,a high surface area can provide higher electrode/electrolyte contact areas,thus eventually causing the shorter diffusion paths with the particles,and provides more facile intercalation for Li ions[1-4].In addition,reduced strain of intercalation and contributions from charge storage at the surface may also contribute to Li capacity,compared with bulk counterparts.In this regard,I am going to talk about the preparation and electrochemical properties o...     

Synthesis,Characterization and Properties of LiFePO_4/C Cathode Material

0Introduction SincePadhietal[1]foundlithiumironphosphate(LiFe PO4)couldbeusedascathodematerialforthelithiumionbatteries,manyresearchgroupshavebeendevotedtoim provingtheperformanceofthismaterial[26].Theythought thatLiFePO4isoneofthemostpromisingcathodemate…     

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.     

Na离子电池正极材料的结构设计与性能分析

Na离子电池由于其低成本和丰富的Na资源储备,已成为电能存储和低速电动汽车中最有前途的候选设备。正极材料是Na离子电池的关键,对电化学性能具有显著影响。系统地总结了现有的Na离子电池正极材料,有过渡金属氧化物类、聚阴离子类、普鲁士蓝类和有机分子聚合物类等材料。目前,这些正极材料存在两个缺点：Na离子的半径比Li离子的大,在离子脱嵌过程中会对材料的结构造成严重影响,进而导致体积膨胀和容量衰减;动态过程缓慢,导致充放电倍率表现不佳。总结了用以提高正极材料电化学性能的掺杂/替代和涂覆等改性方法,为以后的Na离子电池改性和正极材料的选择提供了研究方向。     

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·     

层状锂锰钒氧化物的合成与电化学性能研究

用高温固相反应法合成掺锰的层状锂钒氧化物L i1.2V3-xM nxF0.02O7.98.通过FT IR和XRD对样品进行表征,并研究了样品的充放电性能.实验结果表明:除L i1.2V2.50M n0.50F0.02O7.98样品外,所合成的其余4个样品均为层状锂锰钒氧化物.掺锰量最少的样品L i1.2V2.98M n0.02F0.02O7.98,在4.0~2.0 V区间放电时,其初始放电容量可达233.4 mA h/g,但循环性能不佳.随着掺锰量的增加,样品的循环性能有了显著改善,初始放电容量降低.掺锰量较大的样品L i1.2V2.80M n0.20F0.02O7.98的初始放电容量较低(164.8 mA h/g),但其循环性能在所有样品中是最好的,说明掺杂适量的锰可以使层状锂钒氧化物的结构更稳定,从而提高样品的循环性能.     

锂硫电池正极用硫碳复合材料的制备和电化学研究

采用优化合成的高比表面积和多微孔结构的活性炭,通过加热的方法使单质硫升华并沉积到活性炭微孔中,得到锂硫电池正极用硫碳复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积表征复合材料的结构、表面形貌和比表面特性.循环伏安测试表明,复合材料在2.05V和2.35V时存在两个还原峰,在2.4V时存在一个氧化峰.充放电循环实验表明,单质硫在100mA·g-1的电流密度下首次放电比容量高达1352.5mA·h·g-1,硫的利用率达到了80.9%,循环40周后比容量还保持在800.7mA·h·g-1,表现出良好的循环稳定性.     

Hard Templating Synthesis of Mesoporous and Nanowire SnO_2 as Lithium Battery Anode Materials

1 Results Recently,Ryoo‘s group reported the preparation of ordered mesoporous carbon using highly ordered mesoporous silica[1-2]. Mesoporous and nanowire SnO2 anode materials for lithium batteries were prepared using KIT-6 and SBA-15 SiO2 templates. The as-prepared SnO2 nanowires had a diameter of 6 nm and a length of ≈3 μm and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of 80 m2/g while mesoporous SnO2 showed a pore size of 3.8 nm and a BET surface area of 160 m2/g. The charge capacities of these two an...