LiNi_(0.55)Co_(0.15)Mn_(0.30)O_2三元正极材料的合成及电化学性能研究

采用共沉淀法合成类球形氢氧化镍钴锰前驱体,经混料机与碳酸锂均匀混合,在氧化气氛下经过高温焙烧得到LiNi_(0.55)Co_(0.15)Mn_(0.30)O_2化学组分的三元正极材料.通过设计合理的配锂量、保温时间、气氛条件,并对烧制温度设计试验进行考察研究,最终优选出较优的工艺条件.     

NASICON型固体电解质Li1.1Y0.1Zr1.9(PO4)3的SPS烧结及性能

采用溶胶-凝胶法合成NASICON型固体电解质Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃粉体.研究了不同烧结方式对Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃电解质的性能影响.通过差热分析仪分析前驱体的热性能,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、交流阻抗仪对固体电解质的物相、结构及电化学性能进行表征.结果表明,溶胶-凝胶法成功制备出纯相的NASICON型Li_1.1Y_0.1Zr_1.9(PO₄)₃,并且颗粒均匀;相比传统的无压烧结,SPS烧结明显提高了样品致密度(致密度达94.38 %),室温离子电导率高达8.99×10-5 S/cm.      

Cu掺杂LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的电化学性能

采用共沉淀法制备前驱体,高温固相合成正极材料Li（Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2）_1-xCu_xO₂（x=0、0.01、0.015和0.02）,通过X射线衍射、SEM和电池测试系统及电化学工作站测试,对其结构、形貌和电化学性能进行表征.结果表明,掺杂少量的Cu, 样品均具有α-NaFeO₂型结构,没有出现杂相; 样品（108）/（110）峰分裂明显,材料有着良好的层状结构;随着Cu掺杂量的增加,c和c/a增大,层间距增大,Li+脱嵌通道增大,改善导电性.Cu掺杂1 %和1.5 %的I_（003）/I_（104）比值分别为1.467、1.438,比0 %的1.431值大,减小了阳离子混排.首次放电比容量依次为170.6 mAh/g、164.1 mAh/g、163.6 mAh/g和162.4 mAh/g,当x为0,1 %,2 %经过100次循环,保持率为87.1 %、98.7 %、和87.7 %;x为1.5 %,比容量从161.8 mAh/g增加到173.9 mAh/g,性能较优.      

烧结温度对Nd24.38Ce0.52Gd6.65Febal.TM1.76B0.95磁体组织与性能的影响

采用双合金法制备Nd24.38Ce0.52Gd6.65Febal.TM1.76B0.95（质量分数,%）永磁体,通过扫描电镜及能谱、AMT-4磁测试仪、电子万能力学试验机等手段研究烧结温度对磁体组织和性能的影响.结果表明：随烧结温度从1060℃升高到1100℃,在烧结温度为1080℃时,晶粒均匀且结合致密,富稀土相分布均匀,能获得较好的组织形态;富稀土相中稀土总含量从84.98%增加到98.04%,烧结过程中铈从主相显著扩散到富稀土相;磁体剩磁Br、矫顽力Hcj、磁能积（BH）max 先升后降,在1080℃烧结时获得较好的磁性能,分别为1.22 T、964 kA/m 和293 kJ/m3,同时磁体抗弯强度也达到最大值为257 MPa.     

LiNi0.55Co0.15Mn0.30O2正极材料的合成及电化学性能研究

采用共沉淀法合成类球形氢氧化镍钴锰前驱体，经混料机与碳酸锂均匀混合，在氧化气氛下经过高温焙烧得到LiNi0.55Co0.15Mn_0.30O₂化学组分的三元正极材料.通过设计合理的配锂量、保温时间、气氛条件，并对烧制温度设计试验进行考察研究，最终优选出较优的工艺条件.      

LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高电压研究

使用LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料制作出软包电池，在不同电压上限（4.2 V、4.25 V、4.3 V、4.35 V）下进行电化学测试，再采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）, 对循环100次后的极片进行结构和形貌表征. XRD图谱表明，循环100次后的材料仍具有α-NaFeO₂型结构，并且仍是层状结构，但电压上限为4.35 V时材料I₀₀₃/I₁₀₄值小于1.2，出现了较高的阳离子混乱.在4.2 V、4.25 V、4.3 V和4.35 V的电压上限下，电池的首次放电容量依次为161.5 mAh/g、162.9 mAh/g、169.2 mAh/g和176.6 mAh/g.相较于4.2 V，电压上限为4.25 V、4.3 V和4.35 V时, 容量提高率依次为0.87%、4.77%和9.35%.电压上限为4.2 V、4.25 V、4.3 V和4.35 V的电池200次循环（0.2 C）测试后，容量保持率依次为95.09%、94.41%、95.52%、95.56%.虽然电压上限为4.35 V时材料出现阳离子无序，但其电化学性能却是最好的，可能是由于Co离子高价迁移到Li层时注入过量电荷，使通过大的二次粒子内部晶界网络时具有高电子传导性.      

导电剂对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2全电池的影响

采用LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料,研究了SP与KS-6复合,以及SP、CNTs、KS-6三种导电剂按一定比例复合对其全电池电化学性能和内阻的影响。结果表明:添加KS-6能与SP互补协同,改善电池性能,降低内阻;SP∶KS-6配比为5∶5时,容量保持最好,循环200次,放电比容量159.1 mAh/g,内阻值和内阻平均增长速度最小。添加CNTs后,由于CNTs的特殊空间结构,具有保液能力及高电导率性能,电池性能更佳;[SP+CNTs(8∶2)]+KS-6(5∶5)时,循环200次,放电比容量174.9 mAh/g,内阻值43.1 m W,内阻平均增长速度0.052 m W/次。     

Ti掺杂LiNiO2第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理超软贋势平面波法,对Ti掺杂LiNiO₂的几何结构进行优化,计算其晶体结构、原子布局、态密度、能带结构及电子结构.结果表明: Ti掺杂LiNiO₂,降低系统能量,结构更加稳定,并且使得晶胞参数c及c/a比值增大,层间距增大,有利于Li+脱嵌和迁移,从而改善其电化学性能;同时, 掺杂Ti影响周边O和Ni电子排布,使得周边O-Ni键增长, 减弱O与Ni之间的相互作用,O-Ti与O-Ni键长相近,抑制因Jahn-Teller效应导致的八面体扭曲,增强结构稳定性,改善循环性能;Ti掺杂还使得禁带宽度、能隙及电子跃迁所需能量均减小,且此时Li在材料中以离子形态存在,有利于脱嵌和扩散,增强导电性.