石墨烯引导LiFePO_4纳米片的一步溶剂热反应制备及其电化学性能

针对本征低的电子导电率和锂离子迁移速率导致LiFePO_4较差的电化学性能,以石墨烯作为模板,采用一步溶剂热法制备梭形结构的LiFePO_4/石墨烯(LFP/G)复合正极材料;采用XRD和SEM等表征复合正极材料的物相结构和微观形貌,微米级梭型LiFePO_4颗粒是由平均厚度约为55 nm的纳米薄片堆叠而成。电化学性能研究结果表明:在0.1C倍率下,LFP/G复合正极材料的初始可逆比容量可达153.2 mA·h/g,高于相同条件下LiFePO_4的;在10C倍率下充放电时,LFP/G表现出高达85.9m A·h/g的可逆比容量,远高于LiFePO_4的可逆比容量(56.3m A·h/g),展现出明显增强的电化学倍率性能。     

锂离子电池纳米ε-VOPO_4正极材料的合成与电化学性能

以V_2O_5、H_3PO_4为原料,在V_2O_5与H_3PO_4摩尔比为1:2.4条件下通过水热法制各VOPO_4·xH_2O,得到的VOPO_4·xH_2O再通过650℃煅烧制备纳米结构ε-VOPO_4,通过X射线衍射对制备材料进行表征。采用SEM对产物形貌进行观察,考察原料配比条件对产物组成和晶相的影响;对纳米ε-VOPO_4进行电化学性能测试。结果表明:在该条件下制备出的纳米ε-VOPO4物相纯;所制备纳米结构的ε-VOPO_4颗粒粒径为200 nm,且颗粒度均匀;在0.2C倍率、电压范围为2.0~4.3 V充放电制度下,首次充电比容量可以达到227.9 mA·h/g,在0.5C倍率充放电制度下循环140次后,放电容量达160.49 mA·h/g。     

超临界水热合成结合固相煅烧制备高性能锂离子电池的锰酸锂正极材料(英文)

采用超临界水热合成与高温固相合成相结合的方法制备亚微米级锂离子电池锰酸锂正极材料,研究超临界水热合成过程中的反应压力、反应温度、反应时间和高温固相合成过程中煅烧温度对合成材料的纯度、形貌及电化学特性的影响。结果表明:相对于传统的高温固相合成方法,在400°C和30 MPa的条件下,经过15 min超临界水热反应获得的LiMn2O4电池材料,在后续800°C煅烧温度下的煅烧时间可缩短到3 h。在该条件下合成的LiMn2O4正极材料具有良好的结晶度、均匀的粒度分布和优异的电化学性能,在0.1C下的首次放电比容量达到120 mA·h/g,且在50C的高倍率下仍然表现出良好的放电性能。     

PAA络合法制备LiMn_2O_4粉体及其电化学性能

采用络合法并结合热处理工艺制备LiMn2O4粉体,考察了热处理温度对LiMn2O4粉体结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明:以聚丙烯酸(PAA)、硝酸锂和硝酸锰为原料,在一定温度下合成了稳定的溶胶和凝胶,在不同的煅烧温度下制得了LiMn2O4粉体。随着煅烧温度的升高,粉体颗粒逐渐增大,晶型趋于完整。700℃下煅烧10 h制得的LiMn2O4颗粒大小均匀,晶型完整且没有明显团聚现象。0.1 C倍率首次放电比容量达到118 mA·h/g,经80次循环后仍能达到112 mA·h/g,容量保持率高达95%,表现出良好的循环稳定性。     

锂离子电池正极材料LiMnBO_3/C的合成及其电化学性能

以LiOH·H_2O、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O和H_3BO_3为原料,聚乙二醇6000(PEG-6000)为碳源,采用喷雾干燥法合成LiMnBO_3和LiMnBO_3/C正极材料。XRD测试表明,两种样品均为单一的六方晶体结构LiMnBO_3(h-LiMnBO_3);电化学测试表明,在电压范围1.0~4.8 V内,LiMnBO_3在0.5C倍率下的首次放电比容量为63.28mA·h/g,而LiMnBO_3/C的首次放电比容量高达135.21mA·h/g;循环50次后,两者比容量分别为31.15mA·h/g和109.69mA·h/g。碳源的加入有效地提升了LiMnBO_3的电化学性能。     

Zn_2SnO_4和Zn_2Sn_(0.8)Ti_(0.2)O_4/C的制备和电化学性能(英文)

以SnCl4.5H2O、TiCl4、ZnCl2和N2H4.H2O为原料,采用水热法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4纳米粉体。在此基础上,以葡萄糖和水热合成的Zn2Sn0.8Ti0.2O4为原料,以碳热还原法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料。利用XRD、XPS、TEM、恒电流充放电等方法分别研究Zn2SnO4和Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能。同时用非原位XRD、XPS和SEM分析Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料电极在充放电过程中的结构和形貌变化。合成的纯Zn2SnO4的首次放电容量为1670.8mA.h/g,循环40次后放电容量迅速衰减为342.7mA.h/g。而Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的首次放电容量为1530.0mA.h/g,循环100次后容量还保持为479.1mA.h/g,与纯Zn2SnO4、Zn2Sn0.8Ti0.2O4和Zn2SnO4/C相比,电化学性能有较大的提高。     

合成温度对LiFePO_4/C复合材料电化学性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成原位碳包覆磷酸亚铁锂(LiFePO4/C)复合材料,研究合成温度对材料LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱技术对合成产物的晶体结构、表面形貌和碳结构进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试对材料的电化学性能进行测试和分析。结果表明:在600～750℃温度范围内都可合成纯LiFePO4/C复合材料,随着合成温度的升高,材料颗粒尺寸和石墨化程度都将增大;600℃保温8h合成的材料颗粒尺寸为100～500nm,其1C放电比容量达到144.2mA·h/g,5C放电比容量达到119mA·h/g。     

二步煅烧法合成Li4Ti5O12材料的性能

采用超声活化对原材料Li2CO3和TiO2进行预处理,并采用二步煅烧方法制备Li4Ti5O12材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜和电池充放电测试仪研究二步煅烧条件对材料结构、形貌及电化学性能的影响,并得到二步煅烧的最佳工艺。结果表明:采用600℃预烧温度制备的材料具有较高的纯度和结晶度;800℃高温煅烧温度下制备的Li4Ti5O12材料具有均一分散的颗粒结构;超声活化制备Li4Ti5O12的最佳煅烧工艺是600℃预烧8 h后800℃高温煅烧10 h,制备的材料在0.1C倍率下首次放电容量达170.6 mA.h/g,0.2C倍率下20次循环后的放电比容量由152 mA.h/g降至150 mA.h/g,容量保持率为98.7%。     

甘氨酸络合制备正极材料Li1+xV3O8及其性能

以甘氨酸为络合剂制备锂离子电池正极材料Li1＋xV3O8。采用XRD﹑SEM﹑DSC和TG-DTA测试了Li1＋xV3O8的结构、形貌和性质。结果表明：在420℃下焙烧20 h,可以得到正极材料Li1＋xV3O8,该材料具有良好的结晶度和热稳定性。电化学测试表明：此方法合成的Li1＋xV3O8在室温下以10 mA/g的电流放电时,首次放电容量高达360 mA.h/g,循环30次后容量衰减约9.7%,循环性能良好;当放电电流从10 mA/g增大到25 mA/g时,其容量损失约50.5%。     

LiMn2L(Ac)2热分解制备的尖晶石LiMn2O4及其电化学性能

通过XRD、SEM及电化学测试等手段研究了前驱体LiMn2L(Ac)2(L为柠檬酸根)的焙烧工艺条件对尖晶石LiMn2O4产物的结构、形貌及电化学性能的影响.结果表明:提高前驱体的焙烧温度有利于获得晶相结构、微观形貌及电化学性能均较好的LiMn2O4样品.在500℃焙烧2 h再于750℃下保温8～16 h的分段焙烧工艺所得样品的初始容量达到126.0 mAh/g,循环50次后容量衰减了14.5%.     

改进液相共沉淀法制备LiFePO_4和掺杂Cu~(2+)的研究

依据电化学原理,提出改进液相共沉淀制备LiFePO_4前驱体的方法.以价廉稳定的Fe~(3+)化合物作铁源,在共沉淀的过程中不需要惰性气体保护,然后在较低温度下(550 ℃)于氮气气氛中焙烧得到橄榄石型LiFePO_4.研究烧结温度对产物性能的影响,550 ℃下烧结得到了电化学性能优良的纯相LiFePO_4.通过改进共沉淀制备掺铜的LiFePO_4正极材料,它具有153.10 mAh·g~(-1)的初始容量(0.1 C),比未掺杂的LiFePO_4提高了11%.经过30次循环后,容量降到140mAh·g~(-1).     

含铝富锂正极材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备和电化学性能

通过溶胶-凝胶法合成了含铝富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,探讨了化学组分(x=0.5,0.6,0.7,摩尔分数)和煅烧温度(850,900,950℃)对材料形貌、结构和性能的影响。采用XRD、SEM和电池充放电测试仪对材料进行物理表征和电性能测试。结果表明:所制备的材料具有典型的α-NaFeO2层状结构。当x=0.6、煅烧温度为900℃时,所合成的材料具有较好的形貌和优良的电化学性能;在2.0~4.6 V、0.1C充放电条件下,0.6Li2MnO3·0.4Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2的首次放电比容量可达229.9 mA·h/g,且首次库仑效率为80.0%;在0.5C倍率下循环100次后,其放电比容量仍为192.7 mA·h/g,容量保持率达83.8%,显示了优良的循环性能。此外,材料显示了良好的倍率性能,在2.0C倍率下,其放电比容量仍为173.1 mA·h/g。     

碳化钙骨架碳负极材料的制备及电化学性能

以碳化钙为原料、新鲜氯气为刻蚀剂,在400～700℃范围内制备碳化钙骨架碳作为锂离子电池新型负极材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附实验、恒流充放电、交流阻抗(EIS)等对碳化钙骨架负极材料进行表征及电化学性能测试,并探讨制备温度对碳化钙骨架碳结构和电化学性能的影响.结果表明:所有温度下制备的碳化钙骨架碳均为无定形碳材料,但随着制备温度的升高,材料出现部分石墨化倾向;600℃制备的碳化钙骨架碳具有良好的电化学性能,在0.1 C充放电时,首次放电比容量为890.9 mA·h/g,可逆容量为335.4mA·h/g,循环30次后的可逆容量为266.8 mA·h/g.     

负极材料LTO/G和LTO/Ag-G的合成及其电化学性能

采用溶剂热法制备锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)/graphene(LTO/G)、Li_4Ti_5O_(12)/Ag-graphene(LTO/Ag-G)。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电池测试系统对合成的样品进行结构、形貌及电化学性能表征。结果表明:Ag纳米粒子(20~50 nm)均匀分布在石墨烯表面,在石墨烯和银微粒的协同作用下,LTO/Ag-G复合材料具有优良的电化学性能。该材料在0.2C和1C倍率下首次放电比容量为205.3 mA·h/g和179.3 mA·h/g;在1C倍率下,循环40次后放电比容量仍为149.6 mA·h/g。因此,LTO/Ag-G复合材料具有较好的倍率性能和循环性能,是一种理想的锂离子动力电池负极材料。     

钛掺杂LiFePO4的还原插锂合成及其性能

用共沉淀法制备掺钛前驱体FePO4·2H2O,对FePO4·2H2O经常温还原插锂合成LiFePO4的前驱混合物,后经热处理得橄榄石型LiFePO4;用SEM,XRD和恒流充放电等对样品进行表征,考察Ti掺杂和合成温度对LiFePO4的物理和电化学性能的影响.研究结果表明,在600 ℃时合成的Ti掺杂样品具有优异的电化学性能,该样品在0.1C,1C和2C倍率下的首次放电比容量分别为150,130和125 mA·h/g,循环40次后的放电比容量均无衰减.     

正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成及电化学性能

将液相共沉淀法制备的Ni0.8Co0.iMn0.1(OH)2与LiOH·H2O混合,固相烧结合成微米级的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料.XRD谱表明,合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料为典型的α-NaFeO2层状结构,无杂质峰;从SEM像可以看出,产物颗粒为类球形,分散性好,由一次粒子紧密堆积而成,平均粒径为3 μm;电化学测试结果表明,在2.8～4.3 V电压范围内,750℃焙烧15h合成的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料的电化学性能最优,0.1C时,其首次放电容量为186.748mA·h/g,分别高于700和800℃时的首次放电容量172.947和180.235mA·h/g.材料在0.5和2C时循环40次后,容量保持率分别为98.32％和88.72％,循环性能良好.     

F-掺杂LiMn2O4的合成及电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成掺杂F^-的LiMn2O4。通过XRD、SEM对掺杂F-的LiMn2O4材料的组成、结构、微观形貌等进行分析与表征,测试不同F^-掺杂量的LiMn2O4在常温（20℃）、高温（55℃）下的电化学性能。结果表明：所合成的材料具有良好的尖晶石立方结构,无杂相;F^-的掺杂提高了材料的比容量,增强了材料的稳定性,改善了其在高温下的循环性能。当F^-的掺入量x由0增加到0.1时,材料的比容量由119.7 mA.h/g增加到124.9 mA.h/g,高温下充放电30个循环后容量保持率由79.4%增加到84.4%。     

烧结温度和时间对Li_4Ti_5O_(12)电化学性能的影响

以纳米TiO_2和Li_2CO_3为原料,通过固相反应法制备负极材料Li_4Ti_5O_(12),研究焙烧温度和时间对合成Li_4Ti_5O_(12)样品电化学性能的影响.利用TG、XRD、SEM 和充放电测试表征Li_4Ti_5O_(12)的物理性能和充放电性能.结果表明:焙烧温度的选择比延长焙烧时间对Li_4Ti_5O_(12)的性能影响更大,提高焙烧温度和延长焙烧时间,都能够促进晶体结构的完整,改善材料的电化学性能;经800 ℃焙烧24 h得到的Li_4Ti_5O_(12)首次放电容量为167mA·h/g,经过80次充放电循环,容量几乎没有衰减;对Li_4Ti_5O_(12)充电到0.5 V,充电曲线上均观察到明显的极化现象,极化程度同活性物质的颗粒大小和结合情况有关.     

改进的碳热还原法合成LiFePO_4/C材料

采用LiAc·2H2O作为锂源,利用熔盐碳热还原方法在较低的烧结温度和较短的烧结时间内(650℃,4h)合成纯相LiFePO4/C材料。扫描电镜照片显示这种方法合成的材料粒径大约为1μm,小于用Li2CO3作为锂源合成的材料。电化学测试表明,采用LiAc·2H2O作为锂源合成的材料表现出了高的放电容量和良好的倍率循环性能:在0.5C和5C倍率下,其首次放电容量分别为148mA.h/g和115mA.h/g;50次循环后,容量保持率分别为93%和89%。     

锂离子电池正极材料LiFe0.9Ni0.1PO4的合成与性能

采用高温固相法合成锂离子电池正极材料LiFe0.9Ni0.1PO4,研究了反应条件对合成产物的影响. 利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所得样品的晶体结构、表面形貌等进行了表征. 结果表明反应温度和时间对LiFe0.9Ni0.1PO4晶体结构及材料性能均有较大影响,其中650℃下焙烧20h合成出的样品电化学性能最佳;在20mA/g 的电流密度下进行恒流充放电时,首次放电比容量可达145mA·h/g,循环30次后比容量仍为135mA·h/g,容量衰减仅为6.9%.