钛酸锂负极的相分离机制

尖晶石钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作为锂离子电池负极材料具有长寿命、高稳定性的特点,是高功率锂离子电池的理想选择,对发展电动汽车以及智能电网有重要意义.结合球差校正透射电镜(STEM)、电子能量损失谱(EELS)和理论计算,在原子尺度观测到了尖晶石钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)的结构,实现了对脱嵌锂过程的直接观测与表征.在锂化过程中,出现一个近似理想的异质界面(Li₄Ti₅O₁₂/Li₇Ti₅O₁₂),界面两侧Ti离子呈不同价态分布(Ti³⁺/Ti⁴⁺).而随着锂离子在材料中的嵌入和脱出,TiO₆八面体里面的Ti—O键会产生相应的收缩或拉伸("呼吸"模型),而这种键长的变化直接导致材料在不同区域的电子电导率产生质的变化(由绝缘体的Li₄Ti<...     

新能源专业钛酸锂负极的制备与锂电性能测试实验教学设计

综合实验课程以“锂离子电池”这一研究和发展热点为主题,依托新能源专业,以工程实际问题为切入点,采用固相合成法制备了锂离子电池用钛酸锂负极材料,并进行表征和电化学性能测试。教学设计围绕以学生为中心、以成果为导向的理念,与新能源材料合成与制备、材料分析测试方法等课程相结合。教学内容涉及材料制备与表征、电极制备与电池组装、性能测试与结果分析。该教学实验的设计和实践有助于学生深化理论理解,掌握基本的锂离子电池制作流程和测试方法,进一步认识所学课程在新能源领域发展中的重要作用,提高专业认同感、自主思考能力和创新意识。     

导电剂对锂离子电池负极材料钛酸锂电化学性能的影响

研究了乙炔黑、碳纤维和两者的混合物这3种导电剂及用量对锂离子电池负极材料钛酸锂大电流充放电性能的影响.结果表明:导电剂的种类对电极的电化学性能影响较大.粒状乙炔黑表面积丰富但不利于导电网络的形成,电极的极化严重;线性导电剂碳纤维具有较好的导电性和较高的长径比,但与活性物质接触面积小;线性导电剂碳纤维与粒状导电剂乙炔黑相配合,在电极中不但能够形成良好的导电网络,还与活性物质具有较大接触面积,减轻了电极的极化,提高了锂离子二次电池的大电流充放电性能.     

锂离子电池负极材料Li4 Ti5 O12的制备

以Li2CO3和TiO2为原料,采用固相法合成尖晶石结构Li4Ti5O12.用XRD、SEM对合成的Li4Ti5O12进行了表征.用恒流电池测试仪,对Li4Ti5O12的循环性能进行了测试分析.结果表明:以Li2CO3为原料过量质量分数3%,800 ℃恒温16 h合成的Li4Ti5O12, 在电流密度0.13 mA/cm2时,首次充电容量达到166 mAh/g, 20次循环后容量保持在164 mAh/g,容量保持率为98.8%.     

锂离子电池纳米碳负极材料的结构与嵌锂行为

采用了一种工业副产品的纳米碳粉作为锂离子电池的负极材料,对纳米碳粉进行了提纯,测定了纳米碳粉的纯度,并对提纯后的纳米碳粉进行了电化学嵌锂性能的研究·充放电实验结果表明,该碳材料首次放电比容量为358 3mA·h/g,首次循环可逆容量为336 4mA·h/g,循环9次后可逆容量保持率为76 1%·TEM观察纳米碳粉的形貌,表明纳米碳粉为球形,直径在30nm左右;XRD测定纳米碳粉的结构,纳米碳粉的d002值介于石墨和软碳材料的d002值之间,为0 3481nm·     

锂离子电池非碳负极材料的研究进展

分别对锡基负极材料、钛的复合氧化物，过渡金属氮化物及其它锂离子电池非碳负极材料的研究进行了阐述，并指出它们各自的特点。指出负极材料的研究与开发重点将朝着高比容量，高充放电效率，高循环性能以及低成本方向发展。     

锂离子电池负极材料商业化尖晶石型Li4Ti5O12的改性研究

首次采用超声处理的方法对商业化的尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)进行改性,并对其电化学性能进行研究。扫描电镜结果显示,与未进行改性的Li4Ti5O12相比,超声改性的材料的粒径更小、分散性更好。另外,超声处理的材料具有更大的比容量和更好的循环性能。超声处理的尖晶石型Li4Ti5O12在1 C和5 C电流下,200次时充电比容量分别为144.7 mAh/g和115.4 mAh/g,分别为首次容量的95.3%和85.6%。交流阻抗结果显示进行超声改性的Li4Ti5O12具有更小的电荷转移阻抗。     

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.     

聚合物锂离子电池负极电化学性能研究

制备了聚合物锂离子电池用负极 ,对其首次充放电效率、比容量、不同放电倍率下放电性能进行了测试 .首次充放电容量分别为 340 m A· h·g- 1和 310 m A·h· g- l,库仑效率可达 91% .以锂锰氧为正极组装了聚合物锂离子电池 ,通过测试表明制备的聚合物锂离子电池具有较好的循环性和大电流放电能力 .所制负极可应用于聚合物锂离子电池中 .     

锂离子电池正极材料LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4的研究

通过对尖晶石LiMn2O4进行掺杂研究，发现LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4是一种很好的锂离子电池正极材料，LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4的大电流（50mA/g≈0.5C)比容量可达98mAh/g，在稳定衰减期，平均每循环周期衰减0.0057mAh/g，采用LiMg0.02Zn0.05Mn1.93O4作为锂离子电池的正极材料，可以使锂离子电池在价格和循环寿命上都得到很大的改变。     

溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料LiFePO4

介绍了溶胶凝胶法制备LiFePO4的几个不同的实例,分析了溶胶凝胶法的优缺点.采用溶胶凝胶法合成振实密度大的多孔材料,可以提高LiFePO4的高倍率充放电性能与改善电池的体积比能量,使用有机溶剂可缩短该方法合成周期.     

裂解聚合物锂盐制备Li4 Ti5 O12电极材料

通过采用裂解聚合物锂盐和TiO2前驱体制备了电导率较高的Li4Ti5O12电极材料. 该合成方法以聚合物锂盐为碳源和锂源,避免了向反应物中引入额外的碳源,减少了反应相,从而更有利于制得物相均一、粒度小的电极材料. 以该方法制得的Li4Ti5O12/C复合材料作为锂离子电池负极材料,具有高倍率充放电特性.     

凝胶- 燃烧法合成锂离子正极材料LiAl 0. 1Mn1. 9 O4

用凝胶-燃烧法合成锂离子正极材料LiAl0.1Mn1．9O4,采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安法（CV）和充放电测试对样品进行了表征．结果表明,凝胶-燃烧法在800℃烧结12h合成掺铝后的LiAl0.1Mn1．9O4样品形貌比没有掺铝的更规整,电化学的循环性能更好．     

二次锂离子电池炭电极材料的制备

对经不同离子交换的聚苯乙烯阳离子交换树脂进行了高温炭化处理 ,制备成具有高度分散状态的金属炭复合材料。考察了将这些金属炭复合材料作为二次锂离子电池炭电极的电化学行为。实验结果表明 ,掺杂不同离子的炭电极具有充、放电的不可逆性 ,其充、放电容量也有明显的差别。采用聚苯乙烯阳离子交换树脂制备二次锂离子电池炭电极材料时 ,炭化处理的温度并不是越高越好。在一定温度范围内 ,低温处理样品的充、放电容量反而高于高温处理样品     

新型锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2纳米晶的制备与电化学性能

运用溶胶-凝胶法成功合成了层状锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn0.5O2的纳米粒子,并利用XRD,TEM,SEM手段进行了表征,电化学测试性能满意.在电压范围为2.5-4.5 V和电流密度为0.1 mA·cm-2的条件下,该正极材料能释放出159.8 mA h·g-1/Li的容量.     

二次锂离子电流炭电极材料的制备

对经不同离子交换的聚苯乙烯阳离子交换树脂进行了高温炭化处理，制备成具有高度分散状态的金属－炭复合材料。考察了将这些金属－炭复合材料作为二镒锂离子电池炭电极的电化学行为。实验结果表明，掺杂不同离子的炭电极具有充、放 电的不可逆性、其充、放电容量也有明显的差别。采用聚苯乙烯阳离子交换树脂制备二次锂离子电池炭电极材料时，炭化处理的温度并不是越高越好。在一定温度范围内，低温处理样品的充、放电容量反面高于高     

高倍率长寿命的锂离子电池正极材料LiMn1.5 Ni0.5 O4

LiMn2O4是一种含锂的尖晶石结构化合物,充放电反应过程中这种化合物能提供锂离子在正负极之间嵌入-脱出循环所需要的三维通道. 该文给出在LiMn2O4中添加一定量的过渡金属元素Ni来高压煅烧优化其性能. 所制备的LiMn1.5Ni0.5O4显现出较好的纯相尖晶石结构,电化学性能测试表明在10 C放电倍率下循环3 000周后仍保持初始容量的80%.     

炭负极材料的炭化制备工艺对锂离子电池充电放电性能的影响

以Ni^2 改性的聚苯乙烯阳离子交换树脂和聚苯胺树脂为炭化预聚体,制备出了锂离子电池炭负极材料,考察了炭化制备工艺对炭负极材料充电放电性能的影响。实验结果表明,采用Ni^2 改性的聚苯乙烯阳离子交换树脂和聚苯胺树脂制备锂离子电池炭负极材料时,炭化处理并不是越高越好,而是在一定温度范围内,低温处理样品的充电放电容量反而比高温处理样品的要高;在还原性气氛中炭化处理样品的充电放电容量明显高于惰性气氛中炭化处理的样品。实验数据还表明,在相同处理条件下,树脂炭化产物的粒度越小,制备出的锂离子电池炭负极材料的充电放电容量就越大。