LiMn0.6Fe0.4PO4掺碳改性的研究

采用高温固相法,制备了锂离子电池用的纯LiMno0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合正极材料.利用酸溶解法、XRD、扫描电镜及充放电测试等,对样品的碳含量、晶体结构、形貌以及电性能等进行了研究.所得LiMn0.6Fe0.4PO4和LiMn0.6Fe0.4P04/C均为纯橄榄石型晶体结构,其中以蔗糖为碳添加剂的LiMn0.6Fe0.4PO4/C复合材料具有良好的循环性能和高倍率性能:以0.1C充放电,首次放电比容量为122.3 mAh/g,循环15次之后,容量保持率为99.3%;以0.5 C和1.5 C充放电,首次放电比容量分别为121.4 mAh/g和110.2 mAh/g.     

高温固相法合成Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C及其电化学性能

通过高温固相法合成以Fe2O3为铁源,Li2CO3为锂源,柠檬酸为碳源的Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C(M=Al,Ti,V)锂离子电池正极材料,利用了X射线衍射光谱法(XRD)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电等实验方法研究了在铁位固定掺杂摩尔分数为1%的Mg的情况下,变换锂位掺杂金属对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量金属掺杂后的产物Li0.98M0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C其充放电容量和循环性能都比未掺杂的纯相要高。在室温下,Li0.98Al0.02Fe0.99Mg0.01PO4/C材料以0.1倍率放电时,首次比容量达到156 mAh/g,循环几次后达到160.2 mAh/g,循环性能良好,晶胞系数c/a的值与其他掺杂材料相比较高,结晶度好。     

尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展

分析尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)正极材料的结构和充放电机理,并对常见的制备方法,如高温固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、熔盐燃烧法、水热合成法和液相无焰燃烧法等进行介绍。分析尖晶石LiMn₂O₄的容量衰减机理,指出在循环过程中,发生的Jahn-Teller效应、锰溶解歧化反应、氧缺陷和有机电解液分解等现象是制约商品化应用的瓶颈。对尖晶石LiMn₂O₄的改性策略进行总结归纳,元素掺杂、表面包覆、显微结构控制和合成工艺的优化,可提高整体循环性能。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn1-xFexPO4的合成与性能

橄榄石型LiMn1-xFexPO4在不同的条件下通过固相反应法合成,这些条件包括不同的烧结温度(600℃,550℃,500℃),不同的掺铁量x(x=0.1,0.2,0.3,0.4),不同的研磨方式以及是否掺碳.得到样品的结构和形貌通过X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)来表征,充放电性能通过电化学手段进行测试.XRD结果表明,手工研磨合成的产物含有杂相,而机械球磨条件下合成的产物都形成了纯相.随着掺铁量的增加,衍射峰的强度没有明显的变化,而随着烧结温度的升高,衍射峰强度增大,峰变尖锐,物相趋于完整.SEM结果表明,掺碳能很好的抑制颗粒的生长.电化学测试表明,当掺铁量x=0.3时,采用机械球磨混料,在600℃烧结而成的掺碳橄榄石型LiMn0.7Fe0.3PO4性能最好,获得了高达130 mAh·g-1的可逆容量.     

正极材料Li2+3xFe2(PO4)2+x/C的固相法合成

用固相法合成了非化学计量比正极材料Li2+3xFe2(PO4)2+x/C(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40及1.00).电化学测试结果表明:x =0.05时的样品Li2.15 Fe2 (PO4)2.05/C具有较好的电化学性能,0.1C放电的比容量为158.7 mAh/g;经过65次不同电流的循...     

锂离子电池纳米结构LiMn2O4正极材料的研究进展

越来越多的纳米结构材料(包括纳米颗粒、纳米线、纳米管和核壳结构、介孔纳米材料)已经应用于锂离子电池。不同的合成方法制备出的材料性能有所不同。本文介绍了锰酸锂(LiMn2O4)纳米正极材料的合成方法及性能,指出了纳米正极材料应用中存在的问题。     

溶液浓缩辅助固相法合成磷酸锰铁锂正极材料

固相法采用机械的方法对反应物进行混合,难以实现反应物间原子级别的混合,因此固相法合成的材料均一性较差且易存在杂质;溶液浓缩辅助固相合成方法实现了反应物间纳米级甚至原子级别的混合。使用溶液浓缩辅助固相合成方法制备了磷酸锰铁锂正极材料(LiMn_(0.75)Fe_(0.25)PO_4/C-F)。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成材料进行表征;该材料制成半电池样品,对样品做交流阻抗和充放电测试。结果表明:与传统的固相合成方法相比,溶液浓缩辅助固相合成的锂离子电池正极材料具有更优异的电化学性能。     

不同方法合成LiVPO4F/C的电化学性能研究

以葡萄糖、NH4H2PO4、V2O5和LiF为原料,分别通过液相法和固相法合成了锂离子电池正极材料LiVPO4F/C复合材料,并通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及电化学测试技术对复合材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,两种方法所合成复合材料均由三斜结构的LiVPO4F与碳组成;液相法所合成的材料首次放电比容量分别为133.7(0.2 C)、124.9 mAh/g(0.5 C)和118.7 mAh/g(1 C),明显高于相同测试条件下固相法所合成材料的首次放电比容量[131.2(0.2 C)、121.4 mAh/g(0.5 C)和104.9 mAh/g(1 C)],并且液相法合成的复合材料循环性能优于固相法合成的复合材料;液相法合成的LiVPO4F/C复合材料具有良好的循环性能和倍率性能,其2 C和5 C的放电比容量分别高达114 mAh/g和98 mAh/g,循环50次后,容量损失率均小于1%。     

尖晶石LiMn2O4高温循环性能的改善

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,从掺杂Al3+稳定晶体结构和包覆抑制锰的溶解两方面来改善尖晶石LiMn2O4的高温电化学性能。实验表明,改善后的正极材料在高温50℃且0.5 C(C=120 mAh/g)下的首次放电比容量为93.3 mAh/g,循环50次后的放电比容量为82.8 mAh/g,比空白样品提高34.1 mAh/g,容量保持率达到88.7%,比空白样品提高39.8%。     

用不同锰源高温固相法制备LiMnPO4/C

以MnO2、Mn(Ac)2和MnCO3为锰源,通过高温固相法制备纯相LiMnPO4/C正极材料,进行XRD、SEM分析和充放电、循环伏安测试。采用不同锰源制备的样品,XRD衍射峰均与LiMnPO4的标准图谱一致,无其他杂质峰;但颗粒形貌存在较大的差别。以Mn(Ac)2为锰源的材料具有较好的循环稳定性和相对较高的可逆容量,以0.2C在2.7~4.5 V充放电,首次充、放电比容量分别为113.1 mAh/g和95.7 mAh/g,库仑效率为84.6%,第25次循环的放电比容量为108.9 mAh/g。     

固相法合成大颗粒尖晶石锰酸锂正极材料

采用固相法一次合成尖晶石锰酸锂(LiMn2O4),研究了掺杂V及合成时间对材料的影响;用感应耦合等离子体(ICP)、XRD、SEM、激光粒度分析(LPS)、BET和充放电测试,对材料进行分析。相对于未掺杂的材料,在850℃下保温12h合成的掺杂V的LiMn2O4具有更完整的结晶度、光滑的颗粒表面,粒径增至16.76μm,比表面积减至0.258 m2/g;以0.5C在3.0~4.3 V充放电,25℃和55℃时循环30次的容量保持率分别提高了2.86%和4.13%。     

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3/C的制备及性能

利用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。XRD和TEM测试表征了样品的结构及形貌,结果表明,合成的样品为纯相单斜晶系的Li3V2(PO4)3,其表面包覆了导电碳层,提高了复合材料的导电性。恒流充放电、CV及EIS测试表明,800℃下合成的样品电化学性能最佳,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。在1 C(1 C=140 mA/g)和10 C下充放电,首次放电比容量分别为128.2和118.4 mAh/g,100次循环后,容量保持率分别为97.0%和96.1%,库仑效率接近100%。在20 C下充放电时,首次放电比容量仍然可以达114.9 mAh/g。     

多孔结构Li3V2（PO4）3/C正极材料的制备及电化学性能

以Li2CO3、NH4H2PO4、V2O5、草酸及淀粉为原料,采用高温固相法合成了具有多孔结构的Li3V2(PO4)3/C复合材料,研究了合成温度对材料结构和电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同温度下合成的Li3V2(PO4)3/C结构和形貌进行表征,并用恒电流充放电及交流阻抗检测方法研究材料的电化学性能。结果表明:800℃合成材料具有最佳的多孔结构及电化学性能。0.1 C初始放电比容量为130 mAh/g,经20次循环后,放电比容量仍然保留124.9 mAh/g,为初始放电比容量的96.1%。2 C下循环50次材料仍有91.5 mAh/g的放电比容量,比容量损失率仅为7%。对800℃下制备的多孔Li3V2(PO4)3/C复合材料具有最佳电化学性能的原因进行了初步研究。     

固相法合成LiFePO4的动力学研究

介绍了以Li2CO3、NH4H2PO4、FeC2O4·2H2O为原料,采用固相反应法合成锂离子电池正极材料LiFePO4,以及利用热重-差示量热分析及X-射线衍射分析,研究合成原料的热力学过程及在不同的温度下的晶体生长过程。结果表明：380℃左右LiFePO4开始生成,超过700℃时,产物中产生Fe2P。     

电解液中添加LiBOB改善LiMn2O4的高温性能

由恒流充放电和电化学阻抗等研究发现,向电解液中添加双草酸硼酸锂(LiBOB)能改善锰酸锂(LiMn2O4)的高温性能。以0.5C在3.0～4.2 V充放电,在45℃循环300次,容量保持率从82.6%提高到90.5%,循环400次,从73.0%提高到88.6%;在60℃循环300次,从76.5%提高到87.0%。固体电解质相界面(SEI)膜的初始形成电位降至2.0 V。     

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.     

锂离子电池用LixMn2O4的高温性能研究

采用固相反应法以工业级原料合成了不同Li/Mn比的3种锂锰尖晶石氧化物,并以循环伏安实验及55℃下的恒流充放电实验考察了Li/Mn比对材料结构和性能的影响。高Li/Mn比的样品具有较好的高温循环性能,原因是①Mn     

NH4FePO4·H2O半固相法制备LiFePO4/C

制备了NH4FePO4·H2O,再用半固相法制得LiFePO4/C.用XRD、SEM、恒流充放电测试及交流阻抗谱等方法,研究了样品的结构、形貌及电化学性能.样品的结晶度高、粒径均匀,含碳量为1.09%;0.2 C循环的最高放电比容量为139.5mAh/g,放电平台为3.2 V,循环性能良好.增大极化电压(2.7～4.1V),正极反应由扩散控制逐渐转向动力学控制.     

高温固相法合成LiFe1-xTixPO4/C正极材料及其表征

用一种廉价的Fe2O3为铁源,使用柠檬酸作为还原剂,采用一种改进的碳热还原法制备出了LiFePO4/C、LiFe0.95Ti0.08PO4/C、LiFe0.9Ti0.1PO4/C和LiFe0.85Ti0.15PO4/C四种掺杂Ti的锂离子电池正极材料,利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒电流充放...     

高温固相法制备LiVxMn2-xO4/C及其电化学性能

采用高温固相法合成了LiVx Mn2-x O4／C正极材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及充放电测试考察了产物的晶体结构、微观形貌以及电化学性能。实验结果表明：合成样品的颗粒大小较均匀,同时具有最佳的电化学性能,-30℃放电容量可达到额定容量的79．3%,4．8V过充循环10次后,模拟电池的容量保持率为94．8％。