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相似文献
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1.
锂钛复合氧化物锂离子电池负极材料的研究   总被引:17,自引:0,他引:17  
杨晓燕  华寿南  张树永 《电化学》2000,6(3):350-356
采用 3种化学方法合成锂钛复合氧化物 .应用X -射线衍射分析对其结构进行表征以及电化学性能测试 ,结果表明 :由Li2 CO3、TiO2 高温合成的锂钛复合氧化物为尖晶石结构的Li4Ti5 O12 .Li4Ti5 O12 电极在 1 .5V左右有一放电平台 ,充放电可逆性良好 ,即充电电压平台与此接近 ,且电极的比容量较大 ,循环性能良好 .以 0 .30mA·cm- 2 充放电时 ,首次放电容量可达 30 0mAh·g- 1,可逆比容量为 1 0 0mAh·g- 1,经多次充放电循环后 ,其结构仍保持稳定性 .试验电池测试表明 ,Li4Ti5 O12 可选作Li4Ti5 O12 /LiCoO2 锂离子电池的负极材料 .  相似文献   

2.
锂离子电池用富锂层状正极材料   总被引:1,自引:0,他引:1  
吴承仁  赵长春  王兆翔  陈立泉 《化学进展》2011,23(10):2038-2044
正极材料与负极材料是锂离子电池重要组成部分。目前锂离子电池负极材料比容量通常在300mAh/g以上,而正极材料比容量始终徘徊在150mAh/g。正极材料正在成为锂离子电池性能进一步提升的瓶颈。富锂层状正极材料是一类新型正极材料,其可逆容量在200mAh/g以上,其高容量特性引起人们的广泛关注。这类材料可以用xLi2MO3·(1-x)LiM'O2 (M 为Mn, Ti, Zr之一或任意组合; M'为Mn, Ni, Co之一或任意组合; 0≤x≤1)形式表示。由于其组成与结构的特殊性,这类富锂层状正极材料的充放电机理也不同于其它含锂过渡金属氧化物正极材料。本文介绍富锂层状正极材料的合成、结构与充放电机理,重点介绍近年来通过改性提高其电化学性能方面的研究进展,指出目前富锂材料研究中存在的问题,探讨未来的研究重点。  相似文献   

3.
以聚偏氟乙烯-六氟丙烯P(VdF-HFP)聚合物为基体, 制备了含离子液体1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)、用于锂离子电池的离子液体复合聚合物电解质[P(VdF-HFP)/LiPF6/EMIPF6/EC(碳酸乙烯酯)-PC(碳酸丙烯酯)]. 采用热重分析法以及燃烧实验测试了复合聚合物电解质的热稳定性. 离子电导率测试表明, 离子液体的存在显著改善了复合聚合物电解质的离子传输; 循环伏安测试表明, 添加剂EC和PC的加入提高了复合电解质的阴极稳定性, 制得的离子液体复合聚合物电解质在0.3-4.3 V 电压范围内稳定存在. Li4Ti5O12 和LiCoO2为电极材料、P(VdF-HFP)/LiPF6/EMIPF6/EC-PC 为电解质的半电池表现出优良的循环性能, 0.1C充放电倍率下, Li/LiCoO2和Li/Li4Ti5O12半电池的可逆容量分别为130和144 mAh·g-1. 但EC、PC在一定程度上降低了离子液体复合聚合物电解质的热稳定性.  相似文献   

4.
李国然  孙帅  高学平 《电化学》2012,(2):135-139
以金红石型TiO2和NaOH为原料,由水热反应制备Na2Ti6O13纳米管.然后,在含有0.1 mol.L-1NaOH的葡萄糖水溶液中反应4 h制得碳包覆的Na2Ti6O13纳米管.X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析表明,该碳包覆Na2Ti6O13纳米管外径约14~19 nm,内径约2~5 nm,长度为数百纳米,有一层厚度约为2 nm的碳层包覆在纳米管外壁.以其作为锂离子电池负极材料,恒电流充放电测试表明,在50 mA.g-1电流密度下首周可逆容量达到161 mAh.g-1,循环100周后容量保持在147 mAh.g-1.相比于Na2Ti6O13纳米管,提高了20%以上.电流密度升至1600 mA.g-1充放电,碳包覆Na2Ti6O13纳米管可逆容量仍有70 mAh.g-1左右,远高于Na2Ti6O13纳米管,表现出良好的倍率性能.  相似文献   

5.
Li_3PO_4包覆LiMn_2O_4正极材料的结构表征和电化学性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
李敏  李荣华  王文继 《化学研究》2007,18(4):98-101
采用共沉淀法在尖晶石LiMn2O4颗粒表面包覆Li3PO4.XRD、SEM研究结果表明,包覆后的材料仍为尖晶石结构,粒径均匀.电化学性能测试表明,Li3PO4包覆层的存在,减少了正极材料与电解液的直接接触,抑制了高温下电解液对LiMn2O4材料的侵蚀,从而有效改善了高温下材料的循环性能.在40℃时,包覆样品的比容量衰减率都低于未包覆样品,其中包覆1%Li3PO4的样品的初始比容量为110.4mAh/g,50次循环后比容量为84.1mAh/g.  相似文献   

6.
纳米钴基氧化物锂离子电池负极材料的研究   总被引:10,自引:0,他引:10  
黄峰  袁正勇  周运鸿  孙聚堂 《电化学》2002,8(4):397-403
采用流变相法合成Co3 O4 ,CoB1.3 6 O2 .8,CoB0 .5Al0 .1O1.5样品 ,并研究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能 .当电池在 0 .0 1~ 3.0 0V的电压范围之间循环时 ,Li/Co3 O4 电池表现出最好的充放电性能 :循环 30周后 ,可逆比容量仍能保持为初始比容量 (931mAh/g)的 95 % .掺杂了B ,Al材料 ,其可逆比容量与未掺杂的相比明显降低 ,而且第 1周可逆容量随掺杂的B、Al量的增加而减少 .通过异位XRD方法研究了不同充放电态Co3 O4 电极材料结构的变化 .结果表明 ,Co3 O4 电极在充放电过程中与Li的反应机理不同于传统的过渡金属与Li的反应机理 ,即非Li+ 的嵌入 /脱出或合金的形成 ,而是Co3 O4 的可逆还原氧化以及Li2 O的可逆形成与分解机理  相似文献   

7.
Well-defined Li(4)Ti(5)O(12) nanosheets terminated with rutile-TiO(2) at the edges were synthesized by a facile solution-based method and revealed directly at atomic resolution by an advanced spherical aberration imaging technique. The rutile-TiO(2) terminated Li(4)Ti(5)O(12) nanosheets show much improved rate capability and specific capacity compared with pure Li(4)Ti(5)O(12) nanosheets when used as anode materials for lithium ion batteries. The results here give clear evidence of the utility of rutile-TiO(2) as a carbon-free coating layer to improve the kinetics of Li(4)Ti(5)O(12) toward fast lithium insertion/extraction. The carbon-free nanocoating of rutile-TiO(2) is highly effective in improving the electrochemical properties of Li(4)Ti(5)O(12), promising advanced batteries with high volumetric energy density, high surface stability, and long cycle life compared with the commonly used carbon nanocoating in electrode materials.  相似文献   

8.
常压回流法制备掺杂钴离子的钙锰矿,X-射线衍射(XRD)、热重(TG)、化学分析等测试表明:钙锰矿均为单一相,组成为MgxCoyMnOz·nH2O,其中0.18≤x≤0.22、0≤y≤0.24、2.10≤z≤2.53、0.35≤n≤0.73.以掺钴钙锰矿作锂离子二次电池正极材料,组成为Tod-Co10%(10%Co的Mg0.18Co0.12MnO2.19·0.45H2O)电极放电性能最佳,其首次放电比容量为219mAh/g,100次循环充放电仍有102mAh/g.对比之下,未掺钴的Tod-Co0%电极(钙锰矿)首次放电比容量为211mAh/g,30次循环后为37mAh/g.  相似文献   

9.
储炜 《电化学》1999,5(1):74-79
利用XRD、TEM、ICP、低速CV以及恒流充放电等方法研究了一种3V锂离子电池阴极材料的结构及其电化学性能。样品主要由大隧道型结构的钡镁锰矿和层状结构的水羟锰矿组成,该样品的微观形貌为层间距约10nm的叠片状结构。Li^+在样品中的嵌入脱出过程具有较好的可逆性和循环稳定性。未经提纯的样品前30次循环的放电比容量达到129mAh/g,100次循环后为96mAh/g。材料结构中嵌入隧道及层间的杂质金  相似文献   

10.
以过渡金属乙酸盐和乙酸锂为原料,柠檬酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备了锂离子电池富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构,形貌及电化学性能进行了表征.结果表明:x=0.5时,在900°C下煅烧12h得到颗粒均匀细小的层状xLi2MnO3·(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2材料,并具有良好的电化学性能,在室温下以20mA·g-1的电流密度充放电,2.0-4.8V电位范围内首次放电比容量高达260.0mAh·g-1,循环40次后放电比容量为244.7mAh·g-1,容量保持率为94.12%.  相似文献   

11.
This study addresses a fundamental challenge posed by hexavalent iron electrochemical irreversibility, which had slowed practical development of reversible Fe(VI) cathodes; nanolayers circumvent fundamental passivation challenges, and are electrodeposited from solution phase FeO(4)(2-), forming 601 mAh g(-1) Li, and 485 mAh g(-1) Na, Fe(III/VI) alkaline cathodes, the latter exhibiting 100-200 storage cycles at 80% depth of discharge, providing pathways towards metal hydride batteries with twice the cathode capacity.  相似文献   

12.
刘德尧  尤金跨 《电化学》1999,5(3):276-280
利 用 X R D、 I C P、 T G A 、 D T A 及 恒 流 充 放 电 等 方 法 研 究 分 析 了 一 种 特 殊 天 然 结 构 Mn O2( N M D) 材料的结 构、组成 以及电 化学嵌锂 特性. X R D 分析 表明,该样 品材料 是由钠水 锰矿以及水羟 锰矿复 合结构组 成的 Mn O2 纳米 纤 维. 充放 电 循环 结果 显 示,其 前 期循 环容 量 可高 达 150m Ah/ g 左 右,但性 能尚不够 稳定. 本文采 用一种 水热法高 压嵌锂处 理,可将 N M D 样品 转变为 具有3 ×3 大隧道结 构的钡 镁锰矿( Todorokite) 型锂 锰氧 化 物,既 增 强了 Li + 嵌 入 隧道 或 层间 结 构 的循环稳定 性. 并 显著提 高锂锰氧 化物电 极材料性 能的 稳定 性,以 充放 电电 流密 度 为0 .8 m A/c m 2 ,经过180 次 循环后 其比容量 仍具有 110 m Ah/ g . 该类 大隧道结 构锂锰 氧化物可 作为一 种3 V 的锂离子电极 材料.  相似文献   

13.
An ordered mesoporous WO(3-X) with high electrical conductivity (m-WO(3-X)) was prepared and evaluated as an anode material for lithium ion batteries (LIBs). Ordered mesoporous tungsten trioxide (m-WO(3)) with an identical pore structure to that of m-WO(3-X) and bulk WO(3-X) (b-WO(3-X)) was prepared for the comparison purpose. An m-WO(3-X) electrode exhibited a high reversible capacity (748 mAh g(-1), 6.5 Li/W) and a high volumetric capacity (~1500 mAh cm(-3)), which is comparable to the Li metal itself (ca. 2000 mAh cm(-3)). Also, an improved rate capability and a good cyclability were observed in the m-WO(3-X) electrode when compared with m-WO(3) and b-WO(3-X) electrodes. From electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis, the advanced anode performance of the m-WO(3-X) electrode was probably attributed to large ordered mesopores and a high electrical conductivity. Differential scanning calorimetry (DSC) result displayed that the safety of m-WO(3-X) was more improved than those of graphite and Si anode materials.  相似文献   

14.
采用固相法合成了纯六方相的TiS2粉体. X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结果表明该材料具有特征层状结构, 其颗粒大小在10-20 μm之间. 作为锂离子电池负极材料, TiS2在3.00 V(vs. Li+/Li)以下有3个明显的放电平台, 首次可逆容量达668 mAh·g-1, 在第一个放电电压范围(3.00-1.40 V)内具有优异的循环可逆性. 深度放电时由于Li2S的生成和材料颗粒严重破碎, 在低于0.50 V时材料的循环性能不佳. 通过减小材料颗粒度和提高导电剂含量, TiS2的电化学性能得到显著改善.  相似文献   

15.
Investigation on variation of the electronic structure accompanying the electrochemical lithium insertion into the perovskite type oxide, (Li,La)TiO3, has been carried out by X-ray absorption spectroscopy (XAS). During the electrochemical lithium insertion, titanium ion reduced its oxidation state from Ti4+ to Ti3+, while La3+ does not contribute to the reduction reaction resulting from Ti K-edge and La L3-edge XAS, respectively. Furthermore, O K-edge XAS showed marked spectral changes with electrochemical lithium insertion, indicating the electronic structure around oxide ion affected by lithium insertion reaction. From the XAS measurement, we have concluded the variation observed in O K-edge XAS was related to the strong interaction with inserted Li ion. To confirm this, first-principles band calculations were performed for the perovskite structure before and after electrochemical lithium insertion. The calculated results showed that the electron originated from inserted Li transferred to neighboring oxide ion locally as well as to Ti ion. This may be due to local neutralization effect of Li to reduce the electrostatic interaction in the crystal.  相似文献   

16.
由半固相法制得锂离子电池负极材料Li4Ti5O12,并研究了Li4Ti5O12的碳包覆改性.采用XRD、SEM、TEM以及HRTEM观察和分析产物的相结构与形貌.采用恒流充放电、循环伏安法和交流阻抗技术测试了材料的电化学性质.结果表明,Li4Ti5O12因颗粒团聚电化学性能严重下降,该电极在0.1C和0.5C首周期放电容量分别为121.7和87.6 mAh·g-1;碳包覆Li4Ti5O12/C材料呈球形分布,能抑制颗粒团聚,该电极倍率<0.5C时的放电比容量大于180 mAh·g-1,超过Li4Ti5O12的理论放电比容量(175 mAh·g-1);在1C、5C和10C倍率下,其容量仍保持在136、79.9和58.3 mAh·g-1,碳包覆改性材料具有优异的循环寿命和高倍率性能.  相似文献   

17.
应用改进固相合成法制备亚微米Li4Ti5O12锂离子电池材料.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和激光粒度分析分别显示:物相单一且粒度均匀,D50为0.886μm,属于亚微米级材料.合适的粒度和分布使得该材料展示出优良的电化学性能,以其装配的半电池中,0.1C首次放电容量为165 mAh/g,5C时放电容量可达107 mAh/g,10C时仍可达到54 mAh/g.  相似文献   

18.
N-Methyl-N-propylpiperidiniumbis(trifluoromethanesulfonyl)imide (PP13TFSI), bis(triflu-oromethanesulfonyl)imide lithium salt (LiTFSI), and poly(vinylidene difluoride-co-hexafluoropropylene) (P(VdF-HFP)) were mixed and made into ionic liquid gel polymerelectrolytes (ILGPEs) by solution casting. The morphology of ILGPEs was observed by scanning electron microscopy. It was found that the ILGPE had a loosened structure with liquid phase uniformly distributed. The ionic conductivity, lithium ion transference num-ber and electrochemical window were measured by electrochemical impedance spectroscopy, chronoamperometric and linear sweep voltammetry. The ionic conductivity and lithium ion transference number of this ILGPE reached 0.79 mS/cm and 0.71 at room temperature, and the electrochemical window was 0 to 5.1 V vs. Li+/Li. Battery tests indicated that the ILGPE is stable when being operated in Li/LiFePO4 batteries. The discharge capacity maintained at about 135, 117, and 100 mAh/g at 30, 75, and 150 mA/g rates, respectively. The capacity retentions were almost 100% after 100 cycles without little capacity fading.  相似文献   

19.
The development of high-capacity and high-rate anodes has become an attractive endeavor for achieving high energy and power densities in lithium-ion batteries(LIBs).Herein,a new-type anode material of reduced graphene oxide(rGO) supported niobium oxyphosphate(NbOPO_4) nanosheet assembled twodimensional composite material(NbOPO_4/rGO) is firstly fabricated and presented as a promising highperformance LIB anode material.In-depth electrochemical analyses and in/ex situ characterizations reveal that the intercalation-conversion reaction takes place during the first discharge process,followed by the reversible redox process between amorphous NbPO_4 and Nb which contributes to the reversible capacity in the subsequent cycles.Meanwhile,the lithiation-generated Li3 PO_4,behaving as a good lithium ion conductor,facilitates ion transport.The rGO support further regulates the structural and electron/ion transfer properties of NbOPO_4/rGO composite compared to neat NbOPO_4, resulting in greatly enhanced electrochemical performances.As a result,NbOPO_4/rGO as a new-type LIB anode material achieves a high capacity of 502.5 mAh g-1 after 800 cycles and outstanding rate capability of 308.4 mAh g-1 at 8 A g-1.This work paves the way for the deep understanding and exploration of phosphate-ba sed high-efficiency anode materials for LIBs.  相似文献   

20.
以聚丙烯酰胺(PAM)为分散剂用微波—固相复合加热技术合成了层状锂离子电池正极材料LiNi0.5C0.5O2。通过扫描电子显微镜(SEM)和X—射线粉末衍射(XRD)分析技术对材料的微观形貌和相结构进行了表征。恒电流充放电循环测试表明:材料的放电比容量高达154mAh/g,且有良好的循环性能。重点利用循环扫描伏安、计时电量和电化学交流阻抗测试技术,对材料在循环前后的电化学性能变化规律进行了探讨。结果表明,经过循环后材料的导电能力以及锂离子扩散能力都有了很大的提高。另外,材料中的锂含量对材料的导电能力也有很大的影响。  相似文献   

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