不同锂离子正极材料掺杂对硫正极性能的影响

探讨了硫正极中掺入锂离子正极材料(磷酸铁锂LiFePO₄、三元材料NCM、富锂锰基材料LRMB)对锂硫电池性能的影响。研究发现，富锂锰基材料最有利于提高锂硫电池的电化学性能，并且其添加量为10%(质量分数)时，效果最好。通过一系列电化学性能测试发现，硫正极中掺杂锂离子正极材料能够调控活性硫的电化学行为，促进可溶性长链多硫化锂(Li₂S_x)向难溶性短链硫化锂(Li₂S)的转化，进而提高锂硫电池的电化学可逆性，降低电池的极化现象。这为提高锂硫电池的电化学性能提供了新的思路。     

多壁碳纳米管三元复合正极材料的制备及性能

针对富锂层状材料电子电导率低的问题,采用简单研磨煅烧的方式制备了多壁碳纳米管(MWCNT)与富锂层状材料复合的正极材料。电化学测试结果表明,MWCNT的引入有效地提高了电极材料的电导率,从而改善了富锂层状正极材料的电化学性能。并且发现:MWCNT含量为3%的复合材料表现出更加优异的电化学性能。复合电极材料在室温环境下的放电比容量高达242.5 mAh/g,并展示出良好的倍率性能和循环稳定性,5 C下,50次循环后的比容量仍能达到106.6 mAh/g。     

富锂锰基正极材料动力锂离子电池的倍率性能

以富锂锰基材料为正极材料,人造石墨为负极材料,用叠片工艺制备额定容量为5 Ah的5580135型软包装动力锂离子电池,研究正极面密度、导电剂含量、负极/正极容量比及电解液对倍率放电性能的影响。当正极面密度为240 g/m2、正极导电剂含量为4%、负极/正极容量比为1.1并以1 mol/L Li PF6/EC+PC+EMC+DMC为电解液时,电池的倍率性能最好。25℃时以1.00 C充电、5.00 C放电循环1 000次,容量保持率为99.5%。     

不同碳源对磷酸铁锂正极材料的性能影响

以磷酸铁为铁源和磷源、碳酸锂为锂源,采用碳热还原法合成磷酸铁锂正极材料。考察不同碳源,包括葡萄糖、酚醛树脂、抗坏血酸和淀粉对磷酸铁锂材料的结构和性能影响。结果表明,以葡萄糖为碳源制备的磷酸铁锂正极材料具有粒径小,电化学极化小等优势;在2.5~4.2 V充放电范围,0.1、0.2、0.5、1和3 C倍率的首次放电比容量分别为159.5、152.0、147.1、139.2和121.9 m Ah/g,其中1 C倍率循环20次后的容量保持率为98.5%,显示出优异的电化学性能。     

锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展

富锂锰基正极材料Li2MnO3·LiMO2具有高达300mAh/g的理论容量,并且电压能够达到4.5V,从而具有最高的能量密度,被广泛认为是具有潜力的下一代锂离子正极材料,但是该材料的循环性能以及倍率性能尚不能达到应用要求。本文从机理、合成方法以及材料改性方面综述了富锂锰基正极材料的现状,并且提出了下一步的研究方向。     

磷酸铁锂化学特性分析及在化学电池中的应用

与其它化学电池相比,磷酸铁锂(LiFePO4)具有环保、安全、比容量高、高温特性好、循环性能优异等优点,成为近期最受人关注的锂离子电池正极材料。从研究磷酸铁锂的化学特性出发,深入分析了磷酸铁锂的循环寿命、倍率放电性能、放电平台、能量密度以及热稳定性能等因素,并与其他化学电池的基本特性进行了比较,从而论证了磷酸铁锂成为化学电池正极材料所具有的优势和所能应用的场合。     

熔盐燃烧法制备富锂锰基正极材料

采用熔盐燃烧法制备富锂锰基正极材料,并进行XRD、SEM、X射线光电子能谱(XPS)、电化学性能和循环伏安曲线测试等分析。低温共熔物在600℃下燃烧,预烧产物在900℃下保温10 h制得的样品,具有良好的层状结构;一次粒子的直径为100~300 nm。在2.0~4.8 V充放电,0.05 C首次放电比容量为279.1 mAh/g,1.00 C放电比容量可达200 mAh/g且循环25次容量没有衰减。样品良好的电化学性能归因于纳米尺度的一次粒子、较大的比表面积和良好的晶体结构。     

0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的电化学行为及结构稳定性研究

对低温燃烧法合成的富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的充放电性能、充放电循环过程中Mn离子的价态变化、电化学阻抗变化以及正极材料的结构变化进行了系统的研究。研究结果表明,在开头的若干次充放电循环中,富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的放电比容量随循环次数的增加而增加,经过若干次循环后可以达到一个相当高的水平,其循环性能良好。以0.1 C在2.5～4.6 V之间充放电,放电比容量可达244 mAh/g,第50次循环,仍保有233 mAh/g。充放电过程中晶格中的Mn4+离子部分转变为Mn3+并参与电化学反应,这是造成放电比容量随循环次数增加而增加的原因,而显微结构和晶体结构保持稳定及电化学阻抗的降低是材料具有良好循环性能的原因。     

C包覆改善富锂锰正极材料低温性能

以葡萄糖为C源,表面包覆富锂锰正极材料。用X射线衍射和扫描电镜对样品进行了表征,并设计成软包电池来测试材料的电化学性能。研究表明:C包覆的富锂锰正极材料在常温循环300次容量保持100%。此外,低温-20和-40℃的放电效率分别为60.3%和11.0%,低温-20和-40℃的恢复率为107.7%和104.8%。     

富锂锰基正极材料的研究进展

富锂锰基正极材料xLiMO_2·(1-x)Li_2MnO_3凭借其比容量高、工作电压高、对环境更友好,有望成为下一代高比能量电池的优选正极材料。总结了富锂锰基正极材料存在的问题,介绍了富锂锰基正极材料的改性研究进展及制备方法,展望了富锂锰基正极材料的应用和发展方向。