尖晶石LiMn2O4高温电化学性能研究

利用高温固相反应合成了锂离子蓄电池正极材料尖晶石LiMn2 O4 ,研究了在高温 5 5℃下LiMn2 O4 循环容量的衰减和贮存后电化学性能的变化。与常温下相比较 ,5 5℃下尖晶石的容量衰减显著加快 ,贮存后的LiMn2 O4 循环性能变差。改变合成工艺条件如合成温度、n(Li)∶n(Mn)比 ,LiMn2 O4 的高温电化学性能有所改善 ,掺杂金属Co元素合成尖晶石掺Co化合物也能够提高LiMn2 O4 在高温下的循环性能 ,通过测量LiMn2 O4 在高温下电解液中的溶解 ,分析了容量衰减的机理。     

低温体系中铝电解用NiFe合金阳极的研究

采用粉末冶金法在3种温度下制备了60Ni40Fe,10Cu50Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe3种合金,并分别作为惰性阳极在700℃钾冰晶石低温体系(CR=1.3)中进行5 A级的实验室规模铝电解,电解电流密度为0.5 A·cm-2,电解时间为8.0 h.3种NiFe合金阳极体系电解过程相差明显,不含有Cu的60Ni40Fe合金阳极电解过程槽电压波动较大,原铝的纯度仅为91.23%;65Cu25Ni10Fe合金阳极电解过程中槽电压比较平稳,平均槽电压为3.422 V,但是原铝中杂质Cu含量达到4.5%;10CuSONi40Fe合金阳极电解过程槽电压比较平稳,平均槽电压为3.829 V,原铝的纯度可达99.74%,是3种合金中电解性能最优的阳极.采用XRD,SEM和EDS等手段分析合金阳极电解后表面组成、结构及形貌的变化情况.表明3种NiFe合金阳极表面氧化膜成分相差明显,60Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe合金阳极表面分别生成了NiO和Ni0.8Cu0.2O,结构比较疏松.10Cu50Ni40Fe合金阳极表面氧化膜的元素扫描表明各元素为层状分布,在合金基体表面生成了比较致密的Ni1.25Fe1.85O4,Ni1.25Fe1.85O4对合金阳极具有很好的保护作用,抑制了熔盐及氧对合金基体的腐蚀.     

不同铝盐对LiMn2O4改性材料性能的影响

采用铝盐与尖晶石LiMn2O4的高温固相反应,制备出改性的尖晶石锂锰氧化物材料。对材料进行了XRD和SEM分析及电性能等测试。结果表明:改性材料均基本保持了尖晶石主体结构;材料表面形貌与铝盐阴离子根极性强弱有关,改性前的LiMn2O4在50℃下10次循环后,容量衰减率为24.4%,而由铝盐酸性后材料的在8.3%~16%,其中草酸铝对材料高温循环性能改善最为明显。     

化学杂质对尖晶石LiMn_2O_4 电化学性能的影响

采用去离子水清洗以及添加不同Na_2SO_4杂质含量的方法研究了化学杂质对尖晶石LiMn_2O_4材料电化学性能的影响. 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)和离子色谱测试表明, 水洗后材料主要杂质元素Na, S均得到有效去除; 电化学测试表明, 水洗后材料放电比容量得到提高, 与含Na_2SO_4杂质LiMn_2O_4材料相比, 水洗后材料在2C常温循环及倍率性能上都明显优于含杂质LiMn_2O_4材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)及能量色散谱(EDS)研究了Na, S化学杂质在电池体系中的存在形式及对材料电化学性能的影响. 结果表明, Na_2SO_4溶解于电解液中以及由Na离子在负极还原所引起的副反应将导致电池倍率及循环性能恶化.     

尖晶石锰酸锂粒度和离子改性对其循环性能的影响

以电解二氧化锰(EMD)和碳酸锂为原料采用固相法合成了尖晶石结构锰酸锂, 锰酸锂和原材料电解二氧化锰的颗粒粒度和形貌具有相似性.在试验范围内, 降低锰酸锂中超细颗粒, 其循环稳定性得到了明显的改善; 过量的锂对锰酸锂改性, 随着锂加入量的增大, 50℃下改性锰酸锂材料循环稳定性呈逐渐上升趋势, 同时比容量有所下降.通过粒度调整、离子改性, 合成了比容量为92.2 mAh·g-1的改性锰酸锂材料, 50 ℃下循环170次容量保持88%, 显示出较好的循环稳定性.     

AZO靶材的制备与镀膜应用研究

以ZnO和Al2O3粉体为原料，在不同的热压温度下制备AZO靶材。通过阿基米德法测量靶材的密度，压汞法测量靶材的孔径分布，扫描电镜观察靶材的断面形貌。将所制备的靶材作为溅射源，进行射频磁控镀膜测试。采用台阶仪测量膜厚，紫外分光光度计测量薄膜透光率，四探针电阻图谱仪测量薄膜电阻率，XRD分析薄膜结构，研究靶材密度及孔径分...     

聚合物锂离子电池用强化电解质隔膜的研制

研制了一种聚合物锂离子电池用的强化电解质隔膜,该强化电解质隔膜采用聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层复合微孔隔膜为基体,通过对基体进行表面处理得到.研制的强化电解质隔膜在保持较高强度的同时,具有较好的吸液性和保液性,室温下电导率可达3.38×10-4S/cm,用该隔膜装配的电池体积减小,成品率提高,电池性能与采用聚合物电解质的电池性能相似.     

锂离子电池负极材料——树脂包覆石墨的性能

石墨作为锂离子电池的负极材料具有高的脱嵌锂容量及平坦且低的（相对于锂金属）电压特性,但也存在一些问题,如在高倍率充放电性能及与电解质的相容性方面。本工作制备并研究了环氧树脂包覆石墨制备的复合碳材料。当用这种复合碳材料作为锂离子电池的负极时,它的无序结构的焦炭壳层防止了石墨核心材料在插锂过程中的剥落现象,改进了锂离子在阳极材料中的扩散性能。这种材料与石墨相比,不仅保留了石墨具有较高的插锂容量的特性,并且大大改进了其与电解质溶液的相容性和动力学性能,当这种复合碳材料用１Ｃ充放电时,仍保持有２００ｍＡｈ／ｇ的容量。     

锂离子电池钴酸锂材料的改性及应用

锂离子电池钴酸锂正极材料经改性后 ,首次放电比容量和效率可达 15 0mAh·g- 1 和 95 .8%,在 0 63 0 48电池中的应用 ,具有较好的工艺适应性 ,电池容量可达 774mAh·g- 1 ,首次放电平台可达 89%,循环 3 0 0次容量保持 87%,平台尚有 83 .7%。而且具有较好的高低温、荷电保持能力和安全性能。电化学性能接近日本A级钴酸锂材料     

富锂锰基正极材料在不同温度下的极化行为

富锂锰基正极材料作为极具潜力的下一代锂离子动力电池正极材料,在不同温度下电化学性能表现出很大差异,严重限制了其在实际环境中的应用.采用多种电化学测试表征了富锂锰基材料在5～45℃温度范围内电化学性能的差异,从极化的角度分析了材料性能与温度依赖关系的影响因素.结果表明:富锂锰基材料的充放电容量随着温度的降低而降低,主要源于高电压和低电压区间内氧/锰离子反应随温度降低极化显著增大,造成其贡献的容量显著降低.这主要是因为氧/锰离子本征动力学性能差使电荷转移过程具有较高的表观活化能.此外,氧/锰离子参与电荷补偿反应使材料结构发生较大变化,一方面诱发界面膜成分发生变化,增加了低电压区间界面锂离子传输表观活化能,另一方面造成充放电末期锂离子固相扩散具有较高的表观活化能.因此,改善富锂锰基材料氧/锰离子反应动力学是提高其环境适应性的主要措施.