LiFePO4掺镍的改性研究

采用固相反应法制备了锂离子电池正极材料LiFe1-xNixPO4(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40和0.50).Ni替代部分Fe,改变了LiFePO4的晶胞参数,获得了完全连续固溶的LiFe1-xNixPO4,掺杂后,样品的粒径变小.在低放电倍率(0.1 C)时,LiFeo.90Ni0.10PO4的首次放电容量最大,为140 mAh/g,较LiFePO4增加了12%;放电倍率为0.5 C时,其容量为114 mAh/g,较LiFePO4增加了32%.少量Ni掺杂可提高LiFePO4的放电容量,改善高倍率充放电性能.     

LiFePO4的蔗糖改性研究

用蔗糖作碳源,对锂离子电池正极材料LiFePO4进行了改性研究.蔗糖在高温炭化过程中产生的H2可与LiFePO4发生反应,生成Fe2P等杂质,导致活性物质的含量降低,材料的0.2 C(1.0 C=150 mA/g)比容量只有理论值的85%.蔗糖的加入使LiFePO4的粒径减小和导电性能提高,改善了高倍率充放电性能.含6.00%碳(质量分数)的材料的1.0 C、2.0 C和5.0 C放电比容量分别约为135 mAh/g、123 mAh/g和105 mAh/g,5.0 C下第300次循环的比容量为105 mAh/g.     

橄榄石型LiFePO4的掺锰改性研究

介绍了不同锰掺杂量对LiFePO4的物理与化学性能的影响,综述了近年来LiFePO4掺锰改性的研究进展,可知掺杂少量锰离子（y≤0.2）可以提高LiFePO4的电子电导率和锂离子扩散速率;而掺杂大量锰离子（0.6≤y≤0.8）则是提高LiFePO4充放电电位平台进而提高其放电比能量的一种有效方法。     

高性能LiFePO4/C正极材料制备及性能研究

以柠檬酸为碳源,采用高温固相烧结工艺制备了一种倍率性能优异的锂离子电池LiFePO4/C正极材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品物相和形貌进行表征,通过碳硫分析仪、拉曼光谱仪对不同烧结温度下合成样品中碳含量及结构进行了分析,并对样品的电化学交流阻抗(EIS)和恒流充放电性能进行了测试,探讨了烧结温度对产物电化学性能的影响.结果表明:烧结温度上升导致材料中碳含量及石墨化程度降低,且高温易使颗粒粒径增大,对材料的电化学性能提高不利.700℃合成样品的颗粒分布均匀、碳含量适中,具有最佳的倍率性能.该材料在10C和20C下,首次放电比容量分别达到110.9和84.5 mAh·g-1,50次循环容量保持率高达98.1％和92.7％.     

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％.     

LiFePO4掺杂改性可能存在的问题及解决方法

LiFePO4锂离子电池能适应电动汽车的需要,LiFePO4是极具发展潜力的锂离子电池正极材料。介绍了LiFePO4正极材料的改性掺杂研究现状;讨论了LiFePO4的非晶格掺杂、晶格掺杂及复合掺杂可能存在的问题及相应的解决办法。     

LiFePO4正极材料的合成与电化学性能研究

采用固相反应合成了LiFePO4正极材料,研究了抑制Fe2 氧化以及产物粒径长大对产物充放电性能的影响。制备样品分别用XRD、FT-IR、SEM进行表征。在添加20%乙炔黑、纯氮气氛下、600℃烧结24h可制得单一物相的LiFePO4粉末。在2.5～4.3V(vs.Li)范围内,测量了不同扫描速度(0.06、0.1、0.2mV/s)对循环伏安的影响。结果表明制备材料有良好的Li 脱嵌性能、LiFePO4中的Fe2 /Fe3 氧化还原反应是一个准可逆体系。在2.7～4.0V(vs.Li)范围内,以15mA/g电流密度放电,首次放电比容量可达到147mAh/g,且电压平台好,放电反应表现出典型的两相行为。     

锂离子电池正极材料LiFePO4研究进展

LiFePO4作为一种新型的锂离子电池正极材料,安全性好,价格低廉,环境友好,循环性能稳定。结合本实验室的研究工作,从合成方法,表征手段,循环性能和电导率等方面综述了近年来LiFePO4的发展概况,并提出了LiFePO4进一步可能的发展趋势。     

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.     

正极材料LiFePO4的研究现状

叙述了LiFePO4的固相反应法、水热合成法、共沉淀法和雾化热解法等合成工艺;对比了掺杂元素和修饰方法对LiFePO4导电能力、锂离子扩散速率和容量的影响等。总结了LiFePO4的工业化水平。LiFePO4的研究重点为优化掺杂元素的种类和比例,合成晶型单一、粒径小、容量较高和电导率较高的复合材料。     

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。     

Co掺杂对LiFePO4结构及电化学性能的影响

采用两段加热高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiFe1-xCoxPO4(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08),采用XRD、SEM、四探针法和恒电流充放电等方法研究了材料的结构和电化学性能,结果表明:LiFe1-xCoxPO4样品具有与LiFePO4相同的橄榄石结构;相对LiFePO4,LiFe1-xCoxPO4样品的充放电平台没有明显变化,电导率可提高4～6个数量级.LiFe0.94Co0.06PO4样品的性能较好,0.1 C下的首次放电比容量可达到137 mAh/g,30次循环后的容量保持率为87.6%.     

LiFePO4的水热法制备及改性研究

采用水热法合成了LiFePO4,并通过掺碳得到了LiFePO4/C.XRD和SEM的结果表明:LiFePO4和LiFePO4/C样品具有纯度高、粒径小、形貌规则等优点;以0.1 C倍率放电,它们的首次放电比容量分别为132.9 mAh/g和150.3 mAh/g;循环50次后,平均每次衰减分别为0.478 mAh/g和0.212 mAh/g.     

掺杂离子半径对LiFePO_4电化学性能的影响

采用固相反应合成了锂离子电池正极材料LiFe0.99Re0.01PO4(Re=La3+、Er3+、Gd3+、Nd3+)。利用X射线衍射、电化学阻抗谱、恒电流充放等方法对试样的微观结构和电化学性能进行测试。结果表明:掺杂没有改变LiFePO4的晶体结构;离子半径越小,晶格畸变越小,结构越稳定,大电流放电性能较好;Er3+掺杂的试样具有最佳的充放电性能,掺杂试样的电子电导率均提高4￣5个数量级。     

金属离子掺杂对LiFePO_4结构和性能的影响

通过高温固相法,以金属氧化物(TiO2,V2O5,Nb2O5)作前驱体,合成了不同金属离子掺杂的LiFePO4/C复合材料。对以LiFePO4/C为正极的电池进行(XRD)、循环伏安和恒流充放电测试。结果表明,LiNb0.05Fe0.95PO4/C的电化学性能最好,0.05 C倍率下首次放电比容量达到154 mAh/g,即使在1 C倍率下放电,经过60次循环依然能保持在117 mAh/g左右。Fe位掺杂的效果与掺杂离子的半径、价态有密切关系,半径与Fe离子接近、价态高的离子对提高LiFePO4的电化学性能有利。     

Mg掺杂对LiFePO4材料电化学性能的影响

采用固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4。为了改进LiFePO_4的高倍率充放电性能,我们采用Mg对其进行了体掺杂。通过示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)分析以及电化学测试等手段,研究了Mg掺杂对材料的结构和电化学性能的影响。研究结果表明,Mg的加入不仅会提高材料的比容量,而且还降低了材料在充放电过程中的极化电位。但在Mg替代Fe的同时,材料的晶胞体积减小,可能会造成离子导电的降低。研究发现,当Mg的掺杂量为10%(摩尔百分数)时,材料表现出较优的电化学性能,比容量可以提高到129mAh/g。当Mg掺杂量达到20%时,比容量下降到108mAh/g,且高倍率性能较差。     

掺杂离子价态对LiFePO4电化学性能的影响

橄榄石型LiFePO4是一种新型锂离子电池正极材料。选取Ga3+、Ti4+、Ta5+和Mo6+在LiFePO4的Fe(M2)位掺杂,以探讨掺杂离子的价态对试样电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)以及电化学测试表明,掺杂Ti4+的样品具有最好的电化学性能。     

LiFePO4锂离子电池的性能测试

以改性LiFePO4、包覆碳为电极活性材料,制备了额定容量为1 000mAh的18650型锂离子电池.电池的工作平台电压为3.0～3.3 V;0.5 C循环1 000次后和10 C循环100次后的容量分别为额定容量的90%以上和60%.     

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。