新型正极材料LiCo_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_2的合成及其电化学性能

寻找一种提高或替代LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2三元锂离子电池正极材料一直是大家研发的目标。尝试合成了一种新型锂离子电池正极材料LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2。用适量Li含量合成目标材料时,纯相LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2在1 100℃通过淬火的办法合成,但材料中有较强的阳离子层间混排;低温或不淬火不能获得纯相。增加原材料中Li摩尔含量至Li/(Co+Fe+Mn)=1.33时,不需要淬火就可低温合成层状纯相,而且材料的层状性变强。电化学性能显示用适量Li含量合成的LiCo1/3Fe1/3Mn1/3O2材料作为锂离子电池正极材料有极差的电化学性能,这应该由于严重的阳离子层间混排造成的。用Li过量合成的材料显示了提高的电化学性能,首次充电比容量达到277 mAh/g,但放电比容量达到128mAh/g。     

Li_3V_(2-x)Ce_x(PO_4)_3/C的制备及电化学性能

采用溶胶-碳热法制备Li3V2-xCex(PO4)3/C(x=0、0.02、0.04和0.06)复合材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱等测试,研究Ce3+掺杂对材料的影响。Ce3+的适量掺杂没有改变结构,对形貌也没有明显的影响,但可降低一次颗粒的尺寸,提高电导率。掺杂量x=0.04的材料以2.0 C在3.0~4.8 V循环,首次放电比容量为148.3 m Ah/g,第50次循环的容量保持率为85.1%。     

共沉淀法制备的Al掺杂LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的性能

在氢氧化物共沉淀法制备前驱体的过程中添加纳米Al2O3,进行Al掺杂,考察掺杂量x对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-x AlxO2形貌和电化学性能的影响。x=0.02的产物以0.2 C在2.7~4.2 V充放电,第50次循环的容量保持率为95.7%,高于未掺杂样品的81.5%,循环性能随着放电倍率的增大而提高。     

2% LiMn_2O_4对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2电化学性能的影响

将层状的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料与尖晶石型的LiMn2O4按质量比为2∶98混合烧结,采用X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)以及充放电测试研究LiMn2O4对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的影响。研究表明混合LiMn2O4有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的首次库仑效率、循环性能和倍率性能,在3.0~4.3 V以1 C循环,首次放电比容量和库仑效率分别为150.3 m Ah/g和85.5%,循环50次后容量保持率为88.9%;在5 C下充放电仍保持136.2 m Ah/g。循环伏安与交流阻抗测试表明混合2%(质量分数)LiMn2O4可以提升材料的可逆性和放电容量,降低电荷转移电阻。     

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。     

LiFe1-xCrxPO4/C的合成及电化学性能研究

采用碳热还原法合成了橄榄石型LiFe1-xCrxPO4／C（x=0,0．02,0．04,0．08）锂离子电池正极材料。通过X射线衍射对材料的晶体结构进行了分析,通过恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗测试技术对材料的电化学性能进行了测试。实验结果表明,所制备的材料LiFe1-xCrxPO4／C（x=0,0．02,0．04,0．08）均具有单一的橄榄石结构,其中材料LiFe0.96Cr0.04PO4／C的电化学性能最佳,以0．2C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达142．41mAh／g,30次循环后放电比容量仍保持在137．05mAh／g以上．保持率为96．24％。     

锂电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2掺杂改性研究进展

层状结构的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有性能优异,环境污染小,毒性低以及高温稳定性好等优点,但其结构中阳离子混排现象以及结构的稳定性严重制约了其循环性能,其中一种很有效的方法就是在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶格中掺杂各种离子,促进Li+扩散以及提高该材料的循环性能。综述了Mg、Al、Cr、F等阴阳离子掺杂以及阴阳离子复合掺杂对于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在结构、形貌、放电性能等方面的影响,重点突出了元素掺杂手段对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构中Ni2+/Li+阳离子混排、结构稳定性、充放电效率以及循环性能方面的改善,并对此类掺杂改性手段进行总结及展望。     

Li_3V_2(PO_4)_3的制备及其电化学性能研究

以磷酸二氢锂为锂源和磷酸根源、五氧化二钒为钒源,硬脂酸为还原剂和表面活性剂,采用球磨加碳热还原法制备锂离子电池正极材料Li_3V_2(PO_4)_3/C复合材料。采用X射线衍射光谱法(XRD)对样品进行了物相分析,用扫描电子显微镜法(SEM)对样品形貌和粒径进行了表征,用恒流充放电蓝电测试仪对材料的电化学性能进行了测试。结果表明:烧结温度700℃时产品循环性能和倍率性能最佳。在3.0~4.3 V电压范围内,0.1 C、0.5 C下,首次放电比容量分别为115.2、108.7 mAh/g,循环50次、17次后容量保持率分别为96.7%、101.4%,呈现了良好的循环性能。     

溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2的研究

综述了溶胶凝胶法制备锂离子电池三元正极材料Li Ni1/3Mn1/3Co1/3O2的研究,讨论了三元材料的结构特性,着重从添加有机络合剂、掺杂、包覆改性以及模板辅助等方面探讨对Li Ni1/3Mn1/3Co1/3O2材料电化学性能的影响,并分析三元材料目前存在的问题和未来应用的前景。     

一步溶胶-凝胶法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其性能研究

以琼脂为凝胶剂,草酸铵为络合剂,采用一步溶胶-凝胶法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2系列材料。采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）以及电化学测试对合成材料进行表征。探究了材料合成过程中反应物滴加顺序以及烧结时间对材料表观形貌以及电化学性能的影响。     

水热法合成LiFe1/2Mn1/4Co1/4PO4/C及其性能表征

用水热法合成锂离子电池阴极材料LiFe1/2Mn1/4Co1/4PO4,并以抗坏血酸作为碳源进行原位碳包覆.采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)以及对应的EDS-Mapping对其材料晶体类型以及微观形貌进行表征.采用充放电仪测试电池的充放电性能,并测试了该材料中各氧化还原电对的反应平台.结果表明,该合成产物具有较高的放电容量和优异的循环寿命,且掺杂能够使得产物细化,Mn和Co元素通过水热高温高压过程进入到LiFePO4的晶格里面,提升了Fe2+/3+电对的放电平台.     

AIPO4包覆对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用共沉淀法在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2表面包覆AIPO4.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和充放电测试技术研究AIPO4包覆对正极材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响.电化学性能测试结果表明:不同AIPO4包覆量对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物理性质、结构及电化学性能有显著影响.当采用AIPO4包覆量为1％时,循环性能最好,50次循环后,放电比容量仅降到176 mAh/g,容量衰减最小,只有1.7％.表现出良好的电化学稳定性,同时材料的倍率性能也明显提高.     

锂离子蓄电池正极材料LiFe0.7Mn0.3PO4的制备与性能

采用固相反应法制备了Mn掺杂的LiFe0.7Mn0.3PO4,采用元素分析、X射线衍射、扫描电镜等方法对样品进行了表征,测试了其电化学性能。结果表明,与没有掺杂的LiFePO4材料相比,LiFe0.7Mn0.3PO4具有更高的放电比容量、更好的循环性能及高倍率性能。0.05C倍率放电时,LiFe0.7Mn0.3PO4的首次放电容量达140mAh·g-1以上,经10次循环后平均每次循环的容量衰减为1.53%;0.1C和0.2C放电时的放电容量分别为0.05C放电容量的73.5%和62.1%。     

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.     

合成方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和碳酸盐共沉淀法分别制备了锂离子电池层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用XRD、SEM、粒径分布和充放电实验,对产物的结构和性能进行了分析.结果表明,合成方法和工艺条件的不同导致了样品晶相结构、表现形貌、粒径分布及电化学性能上的差异.碳酸盐共沉淀法制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品的电化学性能较好,在2.5～4.6V、0.1C倍率下,首次放电比容量为190.29mAh/g,显示了较好的循环稳定性.     

Co改性LiFe1-xCoxPO4材料的结构与性能

采用液相碳热还原法合成了Co改性的锂离子电池正极材料LiFe1-xCoxPO4（X=0,0．02,0．05,0．08）,采用XRD、SEM、循环充放电、电化学阻抗和循环伏安方法研究了材料的结构和电化学性能,结果表明：掺杂适量的Co^3^＋可以减小晶胞体积,提高LiFePO4的循环性能和比容量。其中LiFe0.95Co0.05PO4在0．2C下的首次放电比容量可达到128．84mAh／g,40次循环充放电容量仍保持在93．3％以上。循环伏安和电化学阻抗测试表明材料具有良好的充放电可逆性和较小的阻抗。     

Synthesis and electrochemical properties of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materials by electrospinning process

The nanofibers of the LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ were successfully synthesized from a metal oxide precursor by the electrospinning method. After calcination above 700?°C, the nanofibers of the LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ cathode material were obtained in oxygen and air atmosphere. The XRD patterns of all prepared powders showed a hexagonal ?? - NaFeO₂ structure (space group: R - 3?m, 166). The scanning electron microscope showed that all the synthesized samples were comprised of nanofibers with a diameter of 100?~?800?nm. Among the samples tested, the calcined LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ nanofibers in oxygen heating atmosphere showed a high charge and discharge capacity for the first cycle of 217.93 and 172.81 mAhg^?1, respectively.     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900℃于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05).通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5 μm.在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0～4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率.当x=0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153 mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%.因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的.     

一种合成锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的新方法

以LiNO3、Ni(CH3COO)2·4 H2O、Co(CH3COO)2·4 H2O和Mn(CH3COO)2·4 H2O为原料,采用共沉淀-燃烧法在空气中合成了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.采用原子吸收光谱仪(AAS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和充放电测试仪对合成产物的成份、形貌、结构和性能进行了表征.实验结果表明,所合成的正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结晶良好,粒度适中,大小均匀,具有α-NaFeO2型层状有序结构和良好的电化学性能,在2.5～4.35 V电压区间充放电,其首次放电比容量达到169.05 mAh/g,第50次循环的放电比容量仍有152.83 mAh/g.在深度充电状态下具有良好的结构稳定性.