钒掺杂对正极材料LiFePO4/C性能的影响

以V2O5为掺杂剂,用碳热还原法在氮气气氛中制备了正极材料Li1-5xVxFePO4/C(x=0、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010和0.012)。用XRD、恒流充放电、循环伏安和交流阻抗法对样品进行研究。样品为橄榄石结构;x=0.008的样品电化学性能较好,以0.1C在2.4～4.2 V循环,首次放电比容量为163.0 mAh/g,第7次循环时增至165.8 mAh/g。     

复合球形LiFePO4/C的合成与电化学性能

以P123(EO20PO70EO20)为模板剂,水热合成LiFePO4/C材料.用XRD、SEM测试对材料的结构、形貌进行分析,用恒流充放电和循环伏安测试,研究材料的电化学性能.样品为纯相LiFePO4,拥有复合球形结构.在2.7～4.2V充放电,0.1 C和10.0C时的放电比容量分别为159 mAh/g和93 mAh/g;依次以0.1C、0.5C、1.0C、2.0C、10.0 C及0.1C的电流分别循环20次,在120次循环后,放电比容量没有明显的衰减.     

铝箔涂碳对LiFePO_4/C电池性能的影响

研究涂碳铝箔作为集流体对磷酸铁锂(LiFePO_4)/C正极材料及电池性能的影响。铝箔涂碳可抑制电极材料的极化,提高材料与集流体的粘附效果,降低两者间的电荷转移电阻,提高Li+的扩散速率。以涂碳铝箔为集流体的半电池,在10 C倍率下的中值电压仍在3.10 V以上,活性材料与集流体之间的电荷转移电阻比光铝箔低65%以上,Li+扩散速率是光铝箔的3倍以上。涂碳铝箔作为集流体,可降低组装的全电池的内阻,与光铝箔相比,内阻降幅在25%以上,功率密度涨幅大于35%;在4 C倍率下全电池的中值电压仍在3.00 V以上,在3.65~2.00 V放电,4.00 C/0.33 C容量比在99%以上。     

少量Mn掺杂及碳包覆改善LiFePO_4的电化学性能

采用固相法制得了颗粒细微、粒径分布窄的橄榄石型磷酸铁锂.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及恒流充放电测试仪分别对合成样品的物相、晶胞参数、表面形貌及电性能进行测试与表征.对比分析了单一碳源掺杂、掺碳且掺Mn对材料结构及性能的影响.研究发现:碳包覆并掺杂少量Mn更有利于提高材料的电化学性能.     

锌掺杂对LiFePO4/C电化学性能的影响

用共沉淀法合成了碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)和Zn掺杂的LiFePO4/C复合正极材料.样品LiFe0.67Zn0.33 PO4具有橄榄石结构,粒径为0.04 ～ 47.90 μm.Zn的掺杂细化了晶粒尺寸,提高了导电率和Li+的扩散速率.样品在2.0～4.2V以0.2C、0.5C和1.0 C循环50次,容量保持率分别为95.2％、82.9％和79.9％.     

溶胶-凝胶法制备LiFe(PO4)2.99/3Br0.01/C的性能

通过溶胶-凝胶法制备了橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4),并通过掺杂溴离子提高材料的电化学性能.用XRD、SEM和充放电测试研究样品的晶体结构、形貌和电化学性能.掺杂溴离子的产物LiFe(PO4)2.99/3Br0.01/C,晶体结构和形貌都没有很大的改变,具有3.45 V的放电电压平台,在2.2～4.3V循环,0.2C放电比容量最高为142.0 mAh/g.     

高温固相法合成锂、铁位掺杂的LiFePO4/C

用高温固相法合成锂、铁位掺杂的Li0.98M0.02Fe0.9Ti0.1PO4/C(M=Na、Mg和Al),并用XRD、SEM、能量色散谱、循环伏安和恒流充放电等方法进行分析.Li0.98Al0.02Fe0.9Ti0.1PO4/C的振实密度为1.48g/cm3;在2.4～4.2 V循环,0.2 C、5.0 C首次放电比...     

不同聚乙烯醇用量水热还原合成LiFePO4/C

以聚乙烯醇(PVA)为还原剂、FePO4为铁源,水热还原合成LiFePO4/C,分析了PVA用量对产物形貌和性能的影响。XRD、XPS、红外光谱及SEM分析表明:在水热条件下,PVA能完全将三价铁还原为二价铁,得到橄榄石结构的LiFePO4。产物的形貌因PVA用量的不同略显差异。电化学性能测试表明:随着PVA用量的增加,产物的电化学性能提高。PVA用量为3.0 g的产物,在2.0~4.5 V的0.1C首次放电比容量为160.8 mAh/g,以5.0C循环50次,容量保持率为96.9%。     

以FePO4为原料的LiFePO4碳热还原合成方法研究

以磷酸铁作为铁源和磷源,以碳酸锂作为锂源,采用碳热还原法合成LiFePO4/C材料。选用不同碳源包覆和不同金属离子掺杂对样品进行改性。采用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及恒电流充放电技术等分析方法分别研究了样品的结构、形貌和电化学性能。结果表明,在室温和0.1 C倍率下,碳源为单一碳质前驱体的样品比采用混合碳源制备的LiFePO4/C具有更好的电化学性能,首次放电比容量为151.5 mAh/g,循环性能稳定;而以金属离子掺杂却很难有效地提高材料的电化学性能。     

不同反应体系水热合成的LiFePO4/C的性能

添加表面活性剂,采用水热法合成正极材料碳包覆的磷酸铁锂(LiFePO4/C),用傅立叶红外光谱(FT-IR)、XRD、热重(rG)、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱等进行分析.制得的LiFePO4/C材料纯度高、粒径小且形貌较规则.使用不同表面活性剂制备的LiFePO4/C颗粒具有不同的形貌和粒径.使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)高分子和聚乙二醇(PEG-400)低分子制备的LiFePO4/C材料,在2.0～4.2 V充放电,0.1C首次放电比容量分别为154.1 mAh/g和145.6 mAh/g;循环24次,0.5C时的容量保持率分别为71％和75％,1.0C时的容量保持率分别为65％和62％.     

碳含量对梭形球状LiFePO_4/C正极材料性能的影响

以葡萄糖为碳源,采用水热法合成了梭状的Li Fe PO4/C的一次颗粒,再经过喷雾干燥法使得梭状颗粒堆积成球形二次颗粒。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)考察了含碳量对样品结构及形貌的影响。结果表明:葡萄糖的加入并没有改变Li Fe PO4的晶体结构,合成的Li Fe PO4/C均未含杂质,其晶体结构均为橄榄石型结构;而且合成的一次颗粒均为梭形结构,并在颗粒表面有一层均匀的碳膜。当葡萄糖的加入量与铁的摩尔比为1∶0.2时,球形粒径在4μm左右,单个梭形颗粒长1μm,宽400 nm。通过EIS和恒流充放电测试,结果表明该样品具有较大的扩散系数(9.42×10-13 cm2/s),在0.1 C倍率下的首次充电比容量为148.9 m Ah/g,放电比容量为144.3 m Ah/g,库仑效率为96.9%,说明具有良好的可逆性能,经过50周循环后容量保持率仍为97.1%,显示了良好的循环性能及容量保持率。     

镍离子掺杂对LiFePO_4/C电化学性能的影响

采用二步固相反应法合成了橄榄石型Li Fe0.98Ni0.02PO4/C复合正极材料。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒流充放电、循环伏安等手段表征了材料的物相结构及电化学性能。结果表明:Ni2+掺杂并未改变Li Fe PO4的晶体结构,但材料的颗粒尺寸减小(粒径约为200 nm),颗粒形貌近似球形;Li Fe0.98Ni0.02PO4/C材料具有良好的电化学性能,0.2 C下首次放电比容量可达143.7 m Ah/g,10 C下,放电比容量为106.9 m Ah/g。循环伏安测试表明Ni2+的掺杂提高了Li+在材料中脱嵌过程的可逆性。     

稀土离子掺杂合成LiFePO_4/C材料低温性能研究

以Gd2O3作为掺杂化合物,分别采用Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O作为铁源固相法合成LiFePO_4/C材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、LAND电池测试系统及电化学工作站等对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行测试,重点分析了材料的低温特性。结果表明:以Fe C2O4·2 H2O为铁源合成的LiFePO_4/C展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃下,0.1 C、5 C首次放电比容量分别为146.1、108.8 m Ah/g,-20℃时相同倍率下放电比容量为99.8、73.9 m Ah/g,分别为25℃时放电比容量的68.3%和67.9%,具有较好的低温性能。     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C的电化学性能

通过高温固相法合成锂离子电池正极材料Li0.98M0.02Fe0.95V0.05PO4/C(M=Mg、Ti、Al、Ni、Zr、Mo和Mn),用XRD、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等方法研究了产物的性能.金属掺杂后的材料,首次充放电比容量均高于未掺杂的纯相材料.在室温下,掺杂Mg的材料在4.2～2.4 V充放电,0.1C首次放电比容量可达154.1 mAh/g,且高倍率充放电比容量高于纯相材料,循环性能稳定,具有较好的电化学性能.     

气相沉积碳源对LiFePO_4/C性能的影响

以Fe C2O4·2H2O、Li2CO3和NH4H2PO4为原料,采用分步引入碳源的方式,在前驱体中加入蔗糖预烧,在烧结过程中分别引入甲烷和甲苯蒸气,将高温固相反应与化学气相沉积(CVD)相结合,制备Li Fe PO4/C复合材料。通过XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱进行结构和微观形貌分析;用循环伏安和恒流充放电测试考察电化学性能。以甲苯为气相沉积碳源制备的Li Fe PO4/C复合材料,没有磷化铁杂质,具有较好的晶体颗粒单分散性和较高的电导率。在2.0~4.0 V放电,0.2 C比容量为154.8 m Ah/g,5.0 C比容量为0.2 C时的88.2%。     

无模板水热合成LiFePO4/C的低温性能

以LiOH、H3PO4和FeSO4为原料,用无模板水热法合成LiFePO4,与葡萄糖混合后热处理,得到正极材料LiFePO4/C.XRD、SEM测试结果表明:在无模板剂或表面活性剂的条件下,水热合成法可制得纯相、颗粒细小且分散良好的LiFePO4晶体.产物在2.3～4.2 V循环,23℃时的0.20 C首次放电比容量为...     

双层碳包覆LiFePO4合成和电化学性能研究

采用改进的固相碳热还原法通过两步包碳法制备了双层碳包覆的LiFePO4正极材料.用SEM、XRD等对其进行表征,并将其组装成纽扣式电池,测试了其电化学性能.结果表明通过对前躯体磷酸铁的碳包覆能有效控制产品双层碳包覆磷酸铁锂的颗粒大小,双层碳包覆不改变磷酸铁锂的晶体结构,0.1 C首次放电比容量为150.0 mAh/g,...     

LiFePO4/C复合材料中的碳源研究

分别以蔗糖、酚醛树脂、聚丙烯作为碳源,采用高温固相法制备了橄榄石型锂离子电池正极LiFePO4/C复合材料,并考察不同碳源对合成的LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。采用XRD、SEM、拉曼光谱分析、恒电流充放电测试和交流阻抗分析等方法对材料的结构、表面形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,以聚丙烯为碳源合成的LiFePO4/C材料具有最佳的电化学性能。0.1C的放电比容量为154.9mAh/g,在2C下的放电比容量达131.3mAh/g,循环30次后容量为130.1mAh/g。     

LiFePO4/活性炭复合材料的储能机理

用交流阻抗、循环伏安和恒流充放电实验,考察了LiFePO4/活性炭(AC)复合材料的储能机理,以及LiFePO4、AC含量对电化学性能的影响.加入AC可提高电极的电导率和比表面积,增加可发生Li+嵌脱反应的活性点位.复合电极能利用法拉第准电容效应和双电层电容效应的协同作用储能.当LiFePO4和AC含量分别为55％和2...