不同碳源的溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C正极材料

以聚乙二醇、乙炔黑、甘氨酸、葡萄糖作为不同碳源,采用溶胶-凝胶法制备LiFePO_4/C复合正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析等分别对合成产物进行表征,用恒电流充放电测试分析了LiFePO_4/C样品的电化学性能。结果表明,引入碳源所制得的材料具有单一的橄榄石型晶体结构,与纯相LiFePO_4相比,以甘氨酸为碳源和络合剂制备的LiFePO_4/C具有更小的颗粒尺寸和优异的电化学性能。样品的平均颗粒尺寸在1.7μm并且分布均匀,在0.2 C下首次放电比容量有163.5 m Ah/g。在0.5 C、1 C下循环20次后比容量分别保持为130.1和112.3 m Ah/g,循环稳定性优异。     

废旧电池再生磷酸铁锂正极的钛掺杂改性研究

对废旧锂离子电池再生磷酸铁锂正极材料,采用钛元素进行掺杂改性。用X射线衍射仪和扫描电镜分析不同掺杂量对材料物相结构和形貌的影响。用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法测试材料电化学性能。与未掺杂的再生LiFePO_4/C相比,掺杂5%Ti的LiFePO_4/C(LFT5P/C)材料电荷传递阻抗减小,电化学性能明显提高。掺杂正极在0.1 C下首次放电比容量高达140.6 mAh/g,1 C倍率下循环近400次,每次的容量衰减率仅为0.019 6%。     

不同溶剂中电化学合成LiFePO4/C及性能

以无水乙醇、纯水为溶剂,蔗糖为碳源,采用电化学法合成LiFePO4/C锂离子电池复合正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究.结果表明:LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构.其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C复合正极材料...     

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。     

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。     

不同碳源制备LiFePO_4/C复合正极材料

分别以乙炔黑和蔗糖为碳源用固相碳热还原法制备了两种不同碳含量的LiFePO_4/C正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对合成材料进行了表征,通过恒流充放电和循环伏安测试研究了材料的电化学性能。结果表明:所合成的LiFePO_4均为纯相,但是用蔗糖的样品颗粒更细小,电化学性能明显优于用乙炔黑的样品,其中含碳9.3%的样品0.1、1C倍率下的放电比容量分别为139、116mAh/g,且循环性能良好。     

废旧电池磷酸铁锂正极的中温回收及再生

提出了一种绿色的废旧电池LiFePO_4正极材料中温回收路线,并通过回收料中各种元素配比的控制和简单的热处理,实现了LiFePO_4正极的再生。从煅烧温度、煅烧时间及物料比三个方面优化了再生的工艺条件。通过X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和恒电流充放电进行了分析,结果表明高纯度球形LiFePO_4/C再生正极,在0.1 C率时的首次放电比容量为133.8 mAh/g,1 C下循环300次容量保持率达92.5%,性能接近商品化LiFePO_4材料。     

二元掺杂对LiFePO_4结构及电化学性能的影响

采用流变相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO_4,并对其进行Ga3+和F-离子同时掺杂改性。用X射线衍射光谱法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)等测试手段对改性材料进行表征,并对LiFe_(1-x)Ga_x(PO_4)1-xF_(3x)(x=0,0.02,0.06,0.10,0.14)正极材料进行了电化学性能测试。结果表明:正、负离子同时掺杂后的LiFe_(1-x)Ga_x(PO_4)1-xF_(3x)仍具有橄榄石结构,但能明显地改善LiFePO_4的电化学性能,尤其是改善其倍率性能。当掺杂量x为0.06时,样品LiFe_(0.94)Ga_(0.06)(PO_4)_(0.94)F_(0.18)表现出最优的电化学性能,以0.1 C进行充放电时,初始放电比容量为155 m Ah/g,经100次循环后,仍然保持为147m Ah/g;以1 C进行充放电时,首次放电比容量达到142 m Ah/g,经100次循环后,仍保持为130 m Ah/g。     

原位还原固相法合成LiFePO_4/(C+Cu)及性能研究

以CuO为铜源,葡萄糖为碳源采用原位还原固相法合成LiFePO_4/(C+Cu)材料。采用XRD、SEM、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:添加10%的葡萄糖合成的LiFePO_4/(C+Cu)展示出较好的电化学性能,尤其是低温性能。25℃,0.1C下首次放电比容量高达151.1 m Ah/g,-20℃时0.1C首次放电比容量107.6 mAh/g,为25℃相应倍率放电比容量的71.2%。     

LiFe1-x MnxPO4正极材料的合成及结构与性能

采用高温固相法、优化操作后合成出LiFe1!xMnxPO4复合正极材料,利用X射线衍射(XRD)分析其结构,扫描电镜(SEM)观察其形貌,恒电流法测定其电化学性能。研究结果表明:合成所得LiFe1!xMnxPO4材料为单一橄榄石型晶体结构,晶型完整、杂相少;对比室温下不同倍率充放电结果发现,LiFe0.8Mn0.2PO4具有较好的电化学性能,在0.5C倍率下首次放电比容量达到134.7mAh/g,循环30次后比容量为127.3mAh/g,循环可逆性能良好。     

以三价铁制备LiFePO4/C复合材料及其电化学性能

以Fe203、FeP04为铁源,分别采用蔗糖和活性铁粉为还原剂,设计了4条反应路线,利用热还原法制备了LiFePO4/C复合材料.用XRD和SEM对晶体结构及表面形貌进行了研究,用循环伏安法、充放电测试和交流阻抗法研究了电化学性能.制备的LiFeP04/C复合材料具有较好的电化学性能,以FePO4和活性铁粉为原料制得的复合材料性能最佳,以0.2 C充放电,首次放电比容量为151 mAh/g,第200次循环的放电比容量仍能保持99.5%.     

空气和氧气氧化沉淀法制备FePO4·2H2O及LiFePO4

以FeSO4·7 H2O和H3PO4为原料,用价格低廉的空气或氧气作为氧化剂,通过氧化沉淀法一步制得结晶态的FePO4·2 H2O。以此为前驱体制得的LiFePO4正极材料具有较好的性能。采用空气氧化时,0.2 C首次充放电比容量分别为153.5和140.8 mAh/g,首次库仑效率为91.7%;采用氧气氧化时,0.2 C首次充放电比容量分别为168.7和153.7 mAh/g,首次库仑效率为91.1%;循环性能和倍率性能还有待改善。用X射线衍射仪和扫描电镜等对两种方法制备的FePO4·2 H2O和LiFePO4的结构和形貌进行表征。用空气或氧气代替双氧水作为氧化剂显著降低了FePO4·2 H2O前驱体的制备成本,具有应用前景,值得深入研究。     

新型正极材料LiFePO4的电化学性能的改进

为解决锂离子蓄电池新型正极材料LiFePO4的低导电率的问题,采用高温固相法合成出包覆碳并掺杂了少量Mg2 的LiFePO4样品。采用X射线衍射、充放电测试、交流阻抗和循环伏安测试方法,深入研究了包覆碳后Mg2 掺杂对LiFePO4结构和电化学性能的影响。研究结果表明,包覆碳后掺杂少量的Mg2 能进一步提高LiFePO4的导电性,从而提高材料的比容量和循环性能。不同的Mg2 离子掺杂量(x=0.02、0.04、0.06、0.08)里,Li0.94Mg0.06FePO4的电化学性能最佳,以0.1C充放电,首次放电比容量为141.9mAh/g,充放电效率为93.1%;循环50次后,容量几乎没有衰减。     

非整比磷酸铁锂LixM0.01FePO4的合成与电化学性能研究

用流变相法成功地合成了分别掺杂Y和Mo的非整比磷酸铁锂(LixY0.01FePO4和LixMo0.01FePO4),并用XRD和SEM技术对其结构和形貌进行了表征,结果表明:LixY0.01FePO4和LixMo0.01FePO4仍然保持LiFePO4的晶体结构,但晶胞参数略有变化;两种晶体颗粒分布较均匀,其平均粒径分布在0.5～1.0μm范围。用电池综合测试技术,对目标产物的电化学性能进行了测试,当在低倍率下(0.05 C)充、放电时,LixY0.01FePO4和LixMo0.01FePO4材料的初始放电比容量分别为135、130 mAh/g;当在较高倍率(0.5 C)下充、放电时,两种掺杂的LiFePO4材料仍分别具有初始放电比容量为108、106 mAh/g,但LixY0.01FePO4却比LixMo0.01FePO4表现更好的循环性能。并对非整比掺杂磷酸铁锂材料的改性机理进行了分析。     

FePO4颗粒尺寸对LiFePO4/C复合材料性能的影响

以FePO4为铁源、Li2CO3为锂源、聚丙烯为还原剂和碳源,采用一步固相法合成了LiFePO4/C复合材料.研究了铁源FePO4 的颗粒尺寸对复合材料电化学性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物的晶体结构、表面形貌进行了表征和研究,通过充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)对材料的电化学性能进行测试和分析.结果表明:FePO4颗粒的大小影响着合成产物颗粒的大小,从而影响了LiFePO4/C的充放电性能.     

FePO4为铁源时合成时间对LiFePO4/C性能的影响

以FeSO4.7H2O,H3PO4,H2O2和NH3.H2O为原料合成纳米化的FePO4.1.5H2O,并将Li2CO3、FePO4.1.5H2O和葡萄糖混合球磨,在800℃下通过碳热还原合成LiFePO4/C。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试研究了相同温度下,不同合成时间LiFePO4/C样品的结构、形貌及电化学性能。结果表明:在800℃12 h下合成的样品具有最佳的电化学性能,在0.2C(1C=150mAh/g)倍率下放电,首次放电比容量为142.7mAh/g,经过20次充放电循环后容量基本保持不变。     

锂离子电池正极材料LiFePO_4的复合改性研究

为了提高LiFePO4的充放电性能,通过高温固相法合成了Li0.98M0.02FePO4/C(M=Cr、W)及Li1.03M0.02Fe0.98PO4/C(M=Zr、Ni)两类橄榄石型正极材料。运用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射X射线谱(EDX)和电化学测试对合成产物的晶体结构、颗粒形貌和电化学性能进行了表征。结果表明:Li0.98Cr0.02FePO4/C的放电比容量最高达到157.3mAh/g,且多次循环后容量几乎无衰减;在大电流充放电倍率下,材料依然能保持优良的循环性能,Li0.98W0.02FePO4/C首次放电比容量可达130.2mAh/g,10次循环后容量保持率为97%。离子掺杂和碳包覆改性能有效地提高LiFePO4的比容量和循环性能。     

软模板剂对LiFePO4/C正极材料性能的影响

采用软模板-固相合成法合成橄榄石型LiFePO4/C正极材料.通过XRD、SEM以及交流阻抗等对材料的晶体结构和电化学性能进行研究,并研究了葡萄糖、丙烯酰胺和乳酸亚铁作为软模板剂对材料性能的影响.结果表明:以葡萄糖为软模板剂合成的LiFePO4/C材料的首次放电比容量高达140.2 mAh/g,循环20次后,放电容量无明显的衰减现象.     

Mg2+不同取代位对LiFePO4/C性能的影响

以蔗糖为碳源,用高温固相法制备了Li0.98Mg0.02FePO4/C、LiFe0.98Mg,0.02PO4,/C和不确定掺杂位的样品LiFePO/C+Mg2+的正极材料.用XRD,SEM、恒流充放电测试、循环伏安和交流阻抗谱方法,研究了样品的结构、形貌及电化学性能.研究发现,样品均为单一规则的橄榄石型的LiFeP0,...