碳热还原合成钒掺杂的球形LiFePO_4/C

通过碳热还原,合成了不同钒掺杂量(x)的球形碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)材料LiFe1-xVxPO4/C。循环伏安和恒流充放电测试表明,适当的钒掺杂能改善材料的电化学性能。x=0.05的材料,电化学性能较好,以0.1 C在2.5~4.2 V充放电,首次放电比容量为151.1 mAh/g,10.0 C倍率时,放电比容量仍能维持在104.4 mAh/g左右。     

FePO_4为原料碳热还原法合成LiFePO_4/C工艺的优化

以市售FoPO4·2 H2O为原料,利用正交实验方法优化碳热还原法制备LiFePO4/C复合正极材料的合成工艺,考察合成温度、原料摩尔比及保温时间等因素对材料形貌及电化学性能的影响,得到最佳工艺组合:合成温度650℃,保温时间16 h,原料摩尔比2∶1∶2.5.按最佳工艺合成的样品0.2 C与1 C时的最大放电比容量可达151.4、141.2mAh/g,振实密度可达1.4 g/cm3,且表现出良好的循环稳定性.     

碳热还原法制备LiFePO_4/C及其电化学性能的研究

采用半固相高温碳热还原方法,以C2H4OOLi.2 H2O、NH4H2PO4、便宜的Fe2O3作为初始原料,以β-环糊精做为碳源和还原剂合成了LiFePO4/C材料。碳含量能够影响颗粒的大小和材料的电化学性能,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对产物的结构和形貌进行了表征,同时通过充放电实验测试电化学性能和交流阻抗等手段研究了LiFe-PO4/C脱嵌机理。结果显示:在合适的碳量下用碳热还原反应制备的样品颗粒均匀细小并且电化学性能优越。在0.3 C倍率首次充放电比容量可达到162.4 mAg/h,循环35次后容量保持率达到99%,振实密度高达1.6 g/cm3左右。     

碳热还原法制备Li1-4xZrxFePO4/C

以FePO4.2H2O、Li2CO3和ZrO2为原料,用碳热还原法制备了Li1-4xZrxFePO4/C(x=0、0.01、0.02和0.03)正极材料。XRD和SEM分析表明:样品为单一的橄榄石结构,Zr4+占据Li位,诱导了阳离子缺陷固溶体的形成;一次颗粒粒径为200~500 nm,并团聚成疏松多孔的二次颗粒。Li0.96Zr0.01FePO4/C的1.0C、2.0C和4.0C首次放电比容量分别为150.4 mAh/g、135.3 mAh/g和109.5 mAh/g,第100次循环时的容量保持率分别为95.2%、97.3%和96.7%。     

新型碳热还原法制备LiFePO4/C的电极过程

以葡萄糖为碳源,采用一种新的碳热还原法制备LiFePO4/C正极材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对产物的结构和形貌进行了表征,同时通过循环伏安和交流阻抗等手段研究了LiFePO4/C电极中锂离子的脱嵌过程.结果表明,由循环伏安法计算得到的锂离子的平均扩散系数Do=1.20×10-12zcm2·S-1;而交流阻抗测试表明,LiFePO4的电荷转移电阻(Rct)随电极电位变化,在电位平台附近有一个最小值.     

多孔球形LiFePO_4/C复合材料的形成机制

采用喷雾干燥法在合适的浓度下合成了多孔球形的LiFePO_4/C颗粒,并着重对多孔性的形成机制进行了分析。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、恒电流充放电测试和电化学阻抗对样品进行了结构表征、形貌观察和电化学性能测试等。结果表明:各组样品均由细小的初级颗粒堆积而成,但随着热处理时间的延长,初级颗粒逐渐长大,样品的孔隙逐渐减少。当热处理时间为2 h时,样品颗粒出现了大量的孔隙。通过电化学测试该样品具有较大的锂离子扩散系数,并且具有较高的首次放电容量以及良好的稳定性。     

改进的碳热还原法制备正极材料LiFePO4/C

通过液相沉淀法制得前驱体FePO4/C,然后通过改进的碳热还原法得到LiFePO4/C.利用XRD和SEM研究了反应温度、时间对合成产物的晶体结构、表面形貌的影响.实验结果表明:反应温度和反应时间对产物的性能有影响,500℃下煅烧10 h合成的样品以0.1 C充放电,首次放电比容量为142 mAh/g.     

碳热还原法制备负极复合材料Sn/C

通过碳热还原法,以纳米碳、改性天然石墨为碳源还原SnO2,并用沥青进行二次碳包覆,制备了锂离子电池负极复合材料Sn/C。对样品进行了XRD、SEM分析及充放电性能测试。SnO2被过量的碳还原,形成粒径为1～2μm的金属Sn球。以改性天然石墨为碳源制备的样品,首次充电(脱锂)、放电(嵌锂)比容量分别为412.4 mAh/g和591.1 mAh/g;第20次循环的充电比容量为342.1 mAh/g,库仑效率从第2次循环开始均在97.0%以上。     

碳含量对LiFePO_4/C材料性能的影响

采用多羟基溶剂热法合成微米尺度的LiFePO_4/C正极材料,系统研究了碳含量对LiFePO_4/C材料电化学性能的影响。通过X射线衍射谱图分析650℃下合成的样品晶胞体积最大且有利于锂离子的扩散;经过恒电流充放电测试,发现碳质量含量在3%时,材料具有较高的放电比容量(大于160 mAh/g);通过倍率性能比较,经过碳包覆的样品比纯相磷酸亚铁锂材料有明显的提升。     

LiFePO4正极材料的熔盐-碳热还原法合成

采用熔盐-碳热还原法制备了LiFePO4正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗(EIS)和充放电测试对粉末样品进行了表征。结果表明,合成材料具有完整的橄榄石结构,颗粒粒径约1μm且粒度分布均匀,材料0.2 C首次放电比容量为156.4 mAh/g,1 C首次放电比容量为141.2 mAh/g,循环50次后1 C比容量增至141.7mAh/g,表现出优异的电化学性能。     

混合铁源合成锂离子电池正极材料LiFePO_4/C

以Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O(摩尔比1∶1)为混合铁源,柠檬酸为碳源,通过高温固相法合成了锂离子电池正极材料Li Fe PO4/C。采用X射线衍射光谱法(XRD)、恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)对材料的物相结构和电化学性能进行了表征。通过与单一铁源(Fe2O3和Fe C2O4·2 H2O)合成Li Fe PO4/C进行比较,表明混合铁源合成的材料具有较好的电化学性能。在4.2~2.4 V充放电,0.1 C首次放电比容量为142.1 m Ah/g,循环50次后达到131.5m Ah/g,容量保持率为92.54%,高于单一铁源合成的材料;在0.2 C、0.5 C、1 C和2 C的倍率循环性能测试也表明混合铁源合成的材料有较好的电化学性能。     

以腐殖酸为还原剂合成LiFePO_4/C的性能

以Fe2O3为铁源、腐殖酸为还原剂和碳源,用一步固相法合成LiFePO4/C复合材料.在有机电解液中以1.0C充放电,合成的LiFePO4/C的首次放电比容量为127.1 mAh/g,第100次循环的放电比容量为118.7 mAh/g;在Li2SO4电解液中,LiFePO4/C能可逆地嵌脱锂,以3.0 G充放电,室温和-5℃时的首次放电比容量分别为119.5 mAh/g和57.5 mAh/g.     

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。     

高密度球形LiFePO4的合成及性能

通过控制结晶法制备球形前驱体FePO_4·xH_2O,经过预烧得到高密度的FePO_4,与Li_2CO_3和葡萄糖均匀混合,采用碳热还原法合成锂离子蓄电池正极材料球形磷酸铁锂(LiFePO_4)。用X光衍射和扫描电镜分析对FePO_4和LiFePO_4的结构进行了表征。充放电测试表明LiFePO_4具有3.4V放电电压平台,在0.1mA/cm2电流密度条件下,首次充电比容量为146.9mAh/g,放电比容量为129.7mAh/g。该球形LiFePO4粉末的振实密度高达1.8g/cm3,首次放电比容量高达233.5mAh/cm3,远高于一般非球形LiFePO_4正极材料。     

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。     

第二相碳对LiFePO_4/C正极材料性能的影响

以草酸亚铁为铁源,磷酸二氢锂为锂源,以葡萄糖为第一相碳源,乙炔黑为第二相碳源,两步高温固相法合成碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C)正极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微激光拉曼光谱等分析方法对合成样品的物相、表面形貌及碳结构进行表征,并对样品的恒流充放电性能进行了测试,探讨了乙炔黑的加入对材料电化学性能的影响。结果表明采用二相碳合成的LiFePO4/C材料为纯相磷酸铁锂;碳包覆LiFePO4材料中有石墨结构的有序碳生成,且电子电导率达到6.89×10-5S/cm;具有良好的电化学性能,在0.5 C下放电比容量达到161mAh/g,5 C下放电比容量为122.7 m Ah/g,3 C下循环30次后容量保持率为95.97%。     

喷雾干燥-碳热还原法制备的Sn2Sb/C复合材料

以纳米SnO2、Sb2O3和酚醛树脂为原料,采用喷雾干燥-碳热还原法制备核壳结构的Sn2Sb/C复合材料。XRD、SEM和TEM分析表明:纳米尺寸的Sn2Sb合金均匀分布在碳微球中。恒流充放电测试表明:材料的首次充电比容量为618mAh/g,第20次循环的充电比容量为411.3 mAh/g,容量保持率为66.6%。材料具有较高的可逆比容量和较好的循环性能,是由于碳微球对纳米合金颗粒的分散包覆,抑制了纳米合金颗粒的团聚,缓解了充放电时的体积膨胀。     

LiFePO_4/C电池的容量衰减研究

从Li Fe PO4/C电池负极角度出发,利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、电感耦合等离子体测试仪(ICP)和X射线衍射光谱仪(XRD)等分析手段研究了此电池储存后的容量衰减机理。结果表明,高温和长期存储为电池负极片的劣化提供条件,促使电池负极石墨表面发生大量的副反应,消耗了正极活性锂和电解质中的锂盐,在负极表面形成不可逆锂,造成电池活性锂离子损失,电池容量衰减。     

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.     

喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料研究

以FePO4.2 H2O、Li2CO3为原料,以葡萄糖为碳源和还原剂,采用喷雾干燥法合成球形LiFePO4/C材料,研究了浆料固含量和进料速率对颗粒大小的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:喷雾干燥法合成的LiFePO4/C具有完整的橄榄石型结构,颗粒呈规整的类球状。在室温下测试了LiFePO4/C材料的充放电性能。结果表明,材料具有良好的电化学性能。750℃所得LiFePO4/C材料在0.2 C、0.5 C、1 C和3 C电流密度下的首次放电比容量分别为144.1、139.2、135.5 mAh/g和125.1mAh/g;材料循环性能良好,经10次循环后,材料的放电比容量都保持在99%以上。