焙烧时间对喷雾干燥制备LiMnPO_4/C多孔微球的影响

以微波辅助氯化胆碱-乙二醇合成的纺锤体LiMnPO_4纳米颗粒为原料,采用喷雾干燥法制备LiMnPO_4/C多孔微球,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、拉曼光谱(Raman)、比表面积(BET)及孔径分析(BJH)、恒流充放电技术、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等研究了焙烧时间对LiMnPO_4/C多孔微球的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:在焙烧时间为5 h时,合成材料的电化学性能最好,1C倍率下首次放电比容量为140 mA·h/g,100次循环后容量保有率为95%,5C下放电比容量为119 mA·h/g,表现出了良好的循环性能和倍率性能。     

低温自蔓延燃烧合成Li1.2Fe0.2Mn0.6O2纳米颗粒及电化学性能

利用自蔓延燃烧在450℃低温下合成了Li1.2Fe0.2Mn0.6O2纳米颗粒(LFMO-450),借助XRD、SEM和TEM及恒流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌、超微结构和电化学性能.结果表明,样品LFMO-450具有良好的α-NaFeO2层状结构,为粒径分布于45～88 nm的纳米颗粒.恒流充放电测试结果表明,在室温及2.0～4.8 V充放电范围内,该样品在电流密度为0.1、0.2、0.5、1和2 C倍率时首次放电比容量分别为237.5、170.7、124.1、101.9和82.8 mA·h/g,表现出良好的倍率性能;在1 C倍率下,样品首次与循环60次后放电比容量分别为106.4和87.8 mA·h/g,容量保持率为82.5％,表现出良好的循环性能.     

不同碳源掺杂磷酸亚铁锂正极材料电化学性能研究

采用液相共沉淀-固相焙烧合成了橄榄石型磷酸亚铁锂(LiFePO4)正极材料,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和恒流充放电测试等方法对产物物相结构、表观形貌和电化学性能进行了表征和分析.纯相材料首次放电比容量达到90.6 mA·h/g,循环5次后,放电比容量为75.94 mA·h/g.为解决首次放电比容量低下以及材料循环性能差的问题,采取不同碳源掺杂对材料进行改进,最后得到LiFePO4/C复合正极材料,0.05 C首次放电比容量达到158.8 mA·h/g.     

共沉淀法合成磷酸铁锂掺碳复合正极材料

采用共沉淀法合成了纯相橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)和磷酸铁锂掺碳(LiFePO4/C)复合正极材料.利用X射线衍射(XRD)、原子吸收(AAS)、扫描电镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能.结果表明:HFePO4和LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构,前者的振实密度可达1.58 g/cm2,LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳.与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.05 C和0.1 C倍率电流充放电,首次放电比容量达到158.1,150.0 mA·k/g.充放电循环20次后放电比容量仍保持在154.2,137.2 mA·h/g.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备及电化学性能研究

以Li3PO4和Fe（3PO4）.28H2O为原料,采用固相法成功制备了锂离子电池正极材料LiFePO4,并讨论了Li3PO4用量对材料的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和充放电测试等手段对最终产物的物相、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,按计量比制备的LiFePO4样品具有较好的电化学性能,以0.1、0.5、1和5 C（1C=150 mA/g）的倍率进行充放电,首次放电比容量分别为135.6、123.8、116.2和56.5 mAh/g。磷酸锂过量8%制备的样品具有较好的高倍率性能,5C时放电比容量为80.3 mAh/g;而磷酸锂过量30%的样品则具有很好的小倍率放电比容量,0.1C时放电比容量为151.1 mAh/g。     

微波辅助溶胶-凝胶法合成锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)

以微波辅助溶胶-凝胶法合成Li4Ti5O12、Al或C掺杂的Li4Ti5O12样品。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别表征所得产物的结构和形貌,研究不同样品在恒流充放电条件下的电化学性能。结果表明:合成Li4Ti5O12粉体的最佳微波处理条件为800℃、40min;微波热处理合成样品颗粒尺寸为100nm左右,掺Al或C样品颗粒的分散性要优于未掺样品的。首次充放电结果表明:所有样品的放电平台平稳,掺Al或C样品的首次放电容量均高于未掺样品的,掺C样品的首次放电容量为162mA·h/g,更接近Li4Ti5O12的理论容量(175mA·h/g)。     

Li_2FeSiO_4/C复合材料的制备及电化学性能

以CH3COOLi、FeC2O4、纳米SiO2为原料,葡萄糖为碳源,超导碳为微波耦合剂,采用微波加热法合成了Li2FeSiO4/C材料。考察了不同微波时间对材料室温下电化学性能的影响,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线能谱对样品的晶型结构、表面形貌和组成进行表征分析。结果表明,微波合成法可以快速制备Li2FeSiO4/C材料,微波时间16min所得样品具有最好的电化学性能。室温下以C/16倍率进行充放电测试,放电容量为111.5mA·h/g;以0.2C进行充放电循环,首次放电容量为96.7mA·h/g,19次循环后容量仍有95.2mA·h/g。     

a-V_2O_5/BC复合正极材料的制备及其性能研究

以天然毛竹为原料,采用固相反应法在惰性气体气氛下合成了竹炭(BC)和无定型五氧化二钒(a-V2O5/BC)复合正极材料。采用XRD,SEM和电化学测试等手段表征样品结构、形貌以及电化学性能。结果表明,所制备的BC样品为多孔无定型结构,粒径在0.2~90μm。掺杂BC在很大程度上可以改善a-V2O5的电化学性能,尤其是大电流放电性能。当a-V2O5与BC的质量比为1∶4时,a-V2O5/BC的电性能最佳,10 mA/g充放电的首次放电比容量为116.4 mA.h/g,200 mA/g放电的比容量为54.3 mA.h/g,为首次放电比容量的46.6%,而纯a-V2O5电极的比容量仅为其首次放电比容量时的0.7%。     

La掺杂Al代α-Ni(OH)_2电极材料的性能

采用尿素均相沉淀法制备了La掺杂Al代α-Ni(OH)2粉体材料,表征了其微观结构和形貌,并测试了样品作为MH-Ni电池正极活性材料的电化学性能.结果表明,制备的样品颗粒呈类球形,与Al代α-Ni(OH)2相比,结晶度增强,具有更大的晶格层间距,电极反应具有更好的可逆性和较小的电化学阻抗,在0.1C下放电比容量达403.04mA·h/g,放电中值电压较高并稳定于1.29V,1C下放电比容量达343.47mA·h/g,充放电循环50次容量保持率为90.31%,显示了良好的较大倍率放电性能.     

煅烧条件对水热反萃法合成LiFePO_4/C的影响

为了合成锂离子电池正极材料LiFePO_4/C,设计开发了一种水热反萃法制备LiFePO_4/C的方法,并重点研究了煅烧温度和时间对LiFePO_4/C的结构、形貌及其电化学性能的影响。分别运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒电流充放电、循环伏安(CV)等测试手段对样品进行了表征。电化学测试结果表明:在煅烧温度为650℃,煅烧时间为4 h的情况下,LiFePO_4/C的电化学性能较好。在0.1、0.2、0.5和1.0 C下,其首次放电比容量分别达到151.7、154.8、149.8和139.1 m Ah·g~(-1)。除此之外,它还具有良好的容量保持率和循环性能。     

基于Li_3PO_4水热法制备LiFePO_4及其改性

以自制Li3PO4为前驱体,在水热条件下与FeSO4.7H2O反应制备得到纯相LiFePO4,并通过碳包覆和Cu2+掺杂对其进行了有效改性,获得了适合高电流密度放电的LiFePO4正极材料。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了物相和形貌表征。实验研究了水热反应温度对产物的形貌及其电化学性能的影响,同时探讨了掺杂Cu2+对材料常温和低温电化学性能的影响。结果表明:在200℃、24h水热条件下制得的产物,经碳包覆后的复合材料LiFePO4/C(LFP200/C),以1C(150mA.g-1)电流放电,放电比容量达140.7mAh.g-1;对材料进行Cu2+掺杂得到的Cu-LFP200/C材料的放电比容量及倍率性能得到进一步提高,常温下1C倍率的放电比容量为150.3mAh.g-1,10C倍率的放电比容量为108.7mAh.g-1,在-30℃条件下的放电比容量依然达到97mAh.g-1。     

锂离子电池正极材料LiFePO4/C的性能研究

为降低磷酸亚铁锂的制备成本,以FePO4、Li2CO3和蔗糖为原料,采用埋炭保护结合碳热还原的方法合成LiFePO4/C电极材料.通过XRD、SEM、电化学性能测试,研究了该工艺下合成材料的性能.试验结果表明:采用埋炭保护结合碳热还原的方法成功合成了LiFePO4/C电极材料;该工艺下合成的材料具有较好的低倍率可逆性,...     

液相法合成高容量LiFePO4/C复合正极材料

采用液相共沉淀法合成了纯相橄榄石型LiFePO4和LiFePO4/C复合正极材料。利用原子吸收(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、振实密度测定等方法对其进行表征,并组装成电池研究其电化学性能。结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C都具有单一的橄榄石型晶体结构,且前者的振实密度可达1.67 g/cm2,掺碳后制成的LiFePO4/C振实密度有所降低,但充放电平台非常平稳。与纯相LiFePO4相比,LiFePO4/C具有更高的放电比容量和循环性能,室温下以0.2 mA/cm2和0.4 mA/cm2电流密度充放电,首次放电比容量分别达到158.1 mA.h/g、150.0 mA.h/g。充放电循环20次后放电比容量仍分别保持在154.2 mA.h/g,137.2 mA.h/g。     

微波共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用微波共沉淀法合成了制备LiNi0.8Co0.2O2的前驱体球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2，将其与LiOH·H2O混合，在氧气氛围下，用不同的烧结温度分别烧结10小时获得LiNi0.8Co0.2O2正极材料。用XRD、SEM对所制备的正极材料进行结构和形貌分析，用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明，烧结温度对材料结构和电化学性能影响较大，所合成材料均具有α-NaFeO2的层状结构，烧结温度越高材料结晶越完善。900℃烧结的LiNi0.8Co0.2O2材料初级颗粒结晶最完善而且其二次团聚粒子的平均粒径最小，其表现出的电化学性能也最好，首次放电容量为189.1mA·h·g-1，首次循环放电效率达到92.5%。30循环后放电容量保持在148 mA·h·g-1，显示出较好的循环稳定性。     

基于β-FeOOH纳米棒制备LiFePO_4/C和Fe_2O_3纳米电极材料及其电池性能

自制直径为90nm、长为500nm的β-FeOOH纳米棒为前驱物,通过碳热还原法和热分解法分别制备出形貌均匀、粒径为300nm的LiFePO4/C正极材料和粒径为100nm的Fe2O3负极材料,并研究它们对金属锂组成半电池和构造LiFePO4/C vs.Fe2O3全电池的电化学性能。结果表明：LiFePO4/C半电池在0.1C、0.5C、1.0C、5.0C、10.0C和15.0C（1C=170 mA g–1）倍率下放电比容量分别为158.8、153.2、144.3、126.8、111.0 mA h g–1和92.9mA h g–1。经过不同倍率循环后,返回0.1 C放电比容量为157.5mA h g–1,为初始0.1 C放电比容量的99.2%。Fe2O3半电池在50mA g–1电流密度下首次放电比容量为1655.5mA h g–1,循环50次后,仍保持460mA h g–1的放电比容量。LiFePO4/C vs.Fe2O3全电池在0.1 C倍率下,相对于LiFePO4活性物质,首次放电比容量为148.7mA h g–1;相对于Fe2O3活性物质,首次放电比容量为441.7mA h g–1。由LiFePO4/C纳米粒子作为正极材料、Fe2O3纳米粒子作为负极材料组成的全电池在0.1 C到2.0 C不同倍率下均表现出了良好的循环性能,且返回0.1 C后其放电比容量相对于初始0.1 C放电比容量无衰减。可见,以β-FeOOH纳米棒为前驱物控制制备的LiFePO4/C正极纳米材料和Fe2O3负极纳米材料可以有效地提升电池的性能。     

铁位掺杂对磷酸铁锂电化学性能的影响

采用球磨法制备了铁位掺杂的磷酸铁锂（LiFePO4）正极材料。使用X射线衍射（XRD）、环境扫描电子显微镜（ESEM）对制备的材料进行表征,并将材料组装成扣式电池,使用蓝电系统和电化学工作站对其进行电化学性能测试和分析。结果表明,LiM0.05Fe0.95PO4和LiFePO4结构几乎一样,在0.1 C倍率下LiFePO4的首次放电比容量为125 mA·h/g,掺杂M（M=Mg,Cu,Zn）后首次放电比容量为145、141、139 mA·h/g,材料的电化学性能明显提高,其交流阻抗减小,循环50次后容量保持率为87%左右。     

葡萄糖的含量对LiFePO_4性能的影响

以葡萄糖为表面活性剂,采用水热法制备LiFePO4正极材料,并且考察了葡萄糖加入量对LiFePO4正极材料性能的影响。用XRD、SEM及电池测试系统对LiFePO4材料进行了研究。结果表明:葡萄糖不仅能够有效的对颗粒进行分散;而且还能够在高温高压下,裂解为碳,提高了材料的比容量;当葡萄糖含量为4%时在0.1C倍率下放电容量达到129.7mAh/g,体现良好的倍率放电特性。     

球磨对磷酸铁锂正极材料性能的影响

采用高温固相合成法制备锂离子正极材料磷酸铁锂,在合成过程中分别采用湿法球磨和干法球磨,讨论了球磨时间对合成磷酸铁锂电化学性能的影响。用扫描电镜对合成材料进行表征,并对磷酸铁锂正极材料进行电化学性能测试。结果表明,相对于干法球磨,湿法球磨制备的磷酸铁锂样品具有更好的电化学性能。湿法球磨10 h所得的材料电化学性能最好,0.1 C下首次放电比容量为114 mA·h/g。     

Doping Effects on the Crystal Structure and Electrochemical Performance of LiFePO4/C

LiFe_0.98M_0.02PO₄/C (M = Mg, Ni, Co, Sr) composite materials were prepared by solid‐state synthesis method using Fe₂O₃ as one of the starting materials. The structures and electrochemical performance of samples were carried out by means of XRD, SEM, TEM, and constant‐current charge–discharge method. The results showed that the ion doping did not change the crystal structure and morphology of LiFePO₄. Unit‐cell volume gradually increased, which was good for embedding and disembedding of Li⁺, and improving conductivity and charge–discharge performance. The electrical conductivity of powders was increased by carbon coating and ion doping. The initial discharge capacity of Ni²⁺‐doped sample reached 156.6 mA·h/g and 149.4 mA·h/g at 0.2C and 1C rate. After 30 cycles, the capacity retention rate was still 98.8% and 97.2%.