高容量正极材料Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2的倍率性能

采用碳酸盐共沉淀工艺,通过控制结晶合成了显微形貌呈现较大差异的Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2样品,并对样品进行了X射线衍射、高分辨透射电镜、场发射扫描电镜分析以及恒电流充放电和交流阻抗测试.合成的Li[Li0.17Mn0.58-Ni0.25]O2材料均具有良好的结晶度,可标定为α-NaFeO2结构(空间群R3m).其中,具有一次颗粒沿六方棱柱长轴方向形成“簇形”团聚的材料比其他样品具有优异的倍率性能,在电压范围为2.5～4.8 V,倍率分别为0.5C、1.0C和3.0C时,Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2材料首次放电比容量分别达到205.4、195.5和158.5 mA·h·g-1,100次循环后放电比容量保持在203.5、187.2和151.2 mA·h·g-1,容量保持率分别为99％、96％和95％.Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2材料特殊的颗粒团聚状态降低了界面的电荷转移阻抗,材料的倍率性能显著提高.同时,文中对Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2材料在不同截止电压下的电化学性能进行了对比分析.     

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。     

乙二醇溶剂的流变相法合成LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的研究

采用乙二醇为溶剂以流变相法合成物相纯净、结晶度高、粒径均匀的立方尖晶石结构的锂离子电池高压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4.电化学测试表明：样品具有4.7V的充放电电压平台,在0.5C倍率电流下,80次循环后可逆容量还有127.7 mAh·g-1,容量保持率超过98％,并且经过活化后样品循环的库仑效率基本都保持在98％以上,样品具有较大的可逆容量、极其优秀的循环稳定性和充放电可逆性,这主要是由于样品的高结晶度和较好的颗粒分散性.     

超声波对锂离子正极材料LiCoO2性能的影响

在电解法的基础上,提出了一种新的改进方法来制备锂离子电池正极材料.经超声波与相转移后,采用电解液中析出的Li2CO3和电解中间产物Co(OH)2作为前驱物制备得到了锂离子正极材料LiCoO2.通过X射线衍射,扫描电镜对所合成的材料进行了表征.实验结果证明,该前驱物在850℃下反应仅3h就能得到性能优异的LiCoO2正极材料,大大缩短了反应时间.     

溶胶碳热还原法制备LiFePO4/C及其性能研究

以廉价的Fe3 为铁源,通过溶胶和碳热还原两步法制备出锂离子正极材料LiFePO4,用XRD、SEM、交流阻抗和恒流充放电方法表征了材料的结构、形貌和电化学性能.结果表明,合成的材料具有橄榄石型晶体结构;碳可以抑制材料颗粒的团聚,降低电极反应阻抗;在0.1 C的放电倍率下,LiFePO4首次放电容量为103.3 mA·h/g,LiFePO4/C在放电倍率0.1 C、0.2 C和0.5 C下的首次放电容量分别为147.9 mA·h/g、133.3 mA·h/g和122.1 mA·h/g, 20次循环后容量衰减率分别为3.0 %、2.7%和2.4%.     

固相法制备正交层状LiMnO2

以LiOH·H2O为锂源、Mn2O3(电解MnO2 680℃焙烧6 h)为锰源,采用一步固相法在氩气中制取正极材料o-LiMnO2.对Mn2O3和LiOH·H2O混合物进行热重分析,然后对影响LiMnO2合成的重要因素进行考察,最后对合成的样品进行Mn平均化合价的测定和SEM分析.研究结果表明:合成LiMnO2的温度应控制500℃以上.合成LiMnO2的最佳实验条件为:锂锰物质的量比1.03、焙烧温度600℃、焙烧时间8h.合成的样品即为LiMnO2;样品的结构为正交层状结构.     

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.     

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.     

镁离子掺杂对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

为了提高正极材料LiFePO4的电化学性能,采用两步固相法合成LiFe1-xMgxPO4/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)复合正极材料,并对所得样品进行XRD、SEM、以及充放电循环性能测试.测试结果表明:掺杂少量的Mg2+并没有影响材料的结构,所得样品都为单一的橄榄石型;充放电结果表明掺杂Mg2+为0.02的样品即LiFe0.98Mg<,002>PO4/C电化学性能最佳,在0.2C倍率下首次放电比容量为149.32 mAh/g,经过50个循环,仍然有138.37 mAh/g,衰减仅率为7.33%.     

锂离子电池正极材料尖晶石LiMn_2O_4的固相合成与表征

对高温固相烧结法制备锂离子电池正极材料的合成工艺进行研究.根据正交试验结果确定的最佳合成工艺条件为反应温度750 ℃,反应时间24 h,锂锰原子数之比nLi∶nMn=1.05∶2.对优化条件下合成的正极材料LiMn2O4进行X射线衍射分析、扫描电镜观察和电化学性能检测.结果表明,该工艺条件下合成的LiMn2O4粉体具有良好的尖晶石结构形貌.组装成的电池在常温下初始比容量为97.38 mA*h/g.