阴极材料Li1.2Cr0.4Mn0.4O2的制备及其电化学性能

采用溶胶凝胶法制备层状富锂Li1.2Cr0.4Mn0.4O2阴极材料．研究煅烧温度对阴极材料的结构，及电化学性能的影响．利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等方法对阴极材料的晶体结构、充放电过程中价态的变化、表观形貌、粒径大小等进行分析．结果表明850℃时煅烧后的阴极材料层状结构明显，电化学性能优良．以小放电速度进行恒流(10mA／g)充放电循环，首次放电比容量可以达到280mAh／g，经过40次循环后仍可以达到190mAh／g．研究发现在整个充放电过程中Mn始终保持 4价态，部分Cr作为活性离子价态在 6和 3之间可逆变化．Li1.2Cr0.4Mn0.4O2经过镀银后以大放电速度进行恒流(80mA／g)放电可以达到100mAh／g的比容量．     

基于聚丙烯腈纤维膜的高强度复合隔膜的制备

静电纺丝聚丙烯腈(PAN)纤维膜具有孔隙率高和电解液吸收率高等优点,但纤维膜的强度差,难以满足隔膜在装配过程中的受力要求。以PAN纤维膜为基体,通过开环聚合反应引入聚环氧乙烷(PEO)和SiO_2填料,制备了拉伸强度达到14. 7 MPa的新型PAN/PEO-SiO_2复合隔膜,该复合隔膜在高温下具备优异的尺寸稳定性。电化学交流阻抗测试表明:与PAN纤维膜相比,复合隔膜的离子电导率更高,达到2. 72 mS/cm;该复合隔膜与锂金属电极之间的界面电阻仅为146Ω,小于PAN纤维膜。电池充放电性能测试表明:PAN/PEO-SiO_2复合隔膜在高放电倍率(2. 0 C)时放电比容量仍有112. 1 mAh/g,与低放电倍率(0. 2 C)时相比,容量保留率到达75. 3%;在放电倍率0. 5 C时循环50圈后放电比容量仍有141. 4 mAh/g。     

掺杂对LiMn2O4正极材料的结构和性能的影响

采用溶胶凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4正极材料，选取钴、铈和镁作为掺杂元素，考察了钴、铈和镁的掺杂对LiMn2O4正极材料的结构和电化学性能的影响．并运用XRD、IR、BET等方法对所合成的材料进行了表征．实验结果表明，掺杂一定量钴、铈和镁后的LiMn2O4正极材料循环寿命优于未经掺杂的LiMn2O4正极材料，循环50次后，3种掺杂后所得的电池材料的容量保持率均达95％以上．其中以掺杂钴的LiCo0.2 Mn1.8O4正极材料循环性能最好，首次充放电容量达到105．6mAh／g，50次循环后，其充放电容量仍保持在100．8mAh／g．     

Sn-Co合金作为锂离子二次电池负极材料的研究

在机械球磨过程中通过固相还原反应制备了不同原子配比（2：1，4：1，8：1）的Sn-Co合金，采用X射线衍射（XRD）和电子扫描电镜（SEM）分析了其结构和形貌，并通过组装模拟电池考察了该合金作为锂离子电池负极材料的电化学性能．实验结果表明：具有非晶纳米结构的CoSn4合金具有较高的初始放电容量（430mAh／g）和良好的循环性能，15周后仍能放出360mAh／g的容量，容量保持率为84％．     

锂离子电池正极材料Fe3+掺杂Li1+xV3O8的制备与电化学性能

采用柠檬酸辅助的溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂Li1.1Fe0.05V2．95O8及对比样品LiV3O8正极材料．使用TG—DTA、XRD、FT-IR等手段表征了正极材料的物理化学特性,并采用EIS、恒电流充放电等手段研究了其电化学性能．结果表明：Fe^3＋掺杂LiV3O8与对比LiV3O8相比,能在更低的温度下晶化,能在相同温度、相同时间煅烧下保持更小的晶粒度．Li1.1Fe0.05V2．95O8与对比LiV308相比,特别是大电流下的放电容量有较大的提高,在75mA·g^-1,197mA·g^-1,373mA·g^-1及重新回到75mA·g^-1电流下的初始放电容量分别是307mAh·g^-1,237mAh·g^-1．162mAh·g^-1和302mAh·g^-1．在回复到75mA·g^-1电流后放电容量能非常稳定保持在278．6mAh·g^-1左右,并同时给出了初步的理论解释．     

机械球磨制备氢氧化镍的电化学性能

采用直接固相球磨含结晶水镍盐与碱的方法在短时间内(0.5 h)合成了氢氧化镍正极材料.X-射线衍射和扫描电镜分析表明:球磨反应产物为-βNi(OH)2,粒度分布在5μm左右,粒子之间存在着少量纳米级的颗粒,粒子表面蓬松,颗粒具有较大的比表面积且极富孔隙结构.充放电测试表明,该材料可逆容量达到250 mAh.g-1以上,放电容量高于市售的球形氢氧化镍;大倍率电流密度(289 mA.g-1)充放容量仍达220 mAh.g-1,且具有良好的循环性能.与传统的液相合成法相比,该合成方法快速简单、无污染排放,具有良好的应用前景.     

掺杂元素离子半径对LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,T1)电化学性能的影响

以尿素为络合剂,氢氧化锂、醋酸锰等为原料通过水热反应获得颗粒均匀的尖晶石LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,T1)前驱物,然后将前驱物在600℃～700℃间煅烧4h后获得最终产物.实验主要考察了掺杂元素的离子半径和M-O键离解能对产物LiMxMn2-xO4充放电过程中稳定性的影响,以及煅烧温度对材料形貌与结构的影响.结果表明掺杂元素的离子半径与被取代元素的离子半径越接近则掺杂后的材料越稳定,而M-O键离解能的影响则很小.实验发现LiNa0.02 Mn1.98O4的综合性能最佳,该样品在室温0.2C倍率的首次放电容量可以达到107 mAh·g-1,且不可逆容量衰减小,电池循环20次后容量只衰减了约2.8％.     

层状LiMnO2的软化学法合成及电化学性能的研究

采用软化学法合成了单斜结构的层状LiMnO2材料.首先用流变相法合成层状单斜结构的前驱体NaMnO2,然后由溶剂热法在120℃得到具有层状单斜结构的产物LiMnO2.用X-射线衍射图谱表征了前驱体及反应产物的结构,用扫描电子显微镜测定了反应产物的形貌,并对反应产物的电化学性能进行了初步研究.结果表明,层状LiMnO2材料表现出良好的电化学充放电循环性能.在室温和25 mA/g的充放电速率下,LiMnO2/Li电池的首次放电比容量为131 mA·h·g-1, 第30次放电比容量为128 mA·h·g-1.     

掺杂元素离子半径对LiMxMn2-xO4（M=Li,Na,Tl）电化学性能的影响

以尿素为络合剂,氢氧化锂、醋酸锰等为原料通过水热反应获得颗粒均匀的尖晶石LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,Tl)前驱物,然后将前驱物在600℃～700℃间煅烧4h后获得最终产物。实验主要考察了掺杂元素的离子半径和M-O键离解能对产物LiMxMn2-xO4充放电过程中稳定性的影响,以及煅烧温度对材料形貌与结构的影响。结果表明掺杂元素的离子半径与被取代元素的离子半径越接近则掺杂后的材料越稳定,而M-O键离解能的影响则很小。实验发现LiNa0.02Mn1.98O4的综合性能最佳,该样品在室温0.2C倍率的首次放电容量可以达到107mAh.g-1,且不可逆容量衰减小,电池循环20次后容量只衰减了约2.8%。     

氧化亚锡基贮锂材料的合成、性质及结晶化原因分析

用流变相反应和前驱物热分解法合成了氧化亚锡基贮锂材料，通过X射线衍射和电化学测试对材料进行了表征，并分析了产物结晶化的原因．结果表明，在不同温度下制备的氧化亚锡基硼磷铝酸盐贮锂材料（TABP）均有较好的贮锂性能，其中在500℃下热解前驱物制备的样品其初始可逆容量为551mAh／g，经过20周循环后，仍然保持67．7％的可逆容量，表现出最佳循环性能．在惰性气氛中，SnO在较高温度下发生歧化反应，导致样品产生晶体．