新型电池材料LiNi_yCo_zTi_(1-y-z)O_2的结构与性能研究

研究了新型锂离子电池材料LiNiyCozTi1 - y-zO2 的结构与性能 ,比较了LiNiyCozTi1 - y-zO2 与LiNiO2 在充放电特性、物性、粒度分布等方面的异同 ,研究了LiNiyCozTi1 -y-zO2 的结构和电化学性能 .结果表明 ,部分Ni被Co和Ti取代后 ,有效地改善了LiNiO2 的性能 .     

添加磷、硼、硅和铝的锂离子电池材料LiNiO2研究

研究了添加元素磷，硼硅和铝对锂离子蓄电池材料LiNiO2的影响。添加磷，硼、硅和铝的目的是提高LiNiO2的放电平台和充放电稳定性，增加循环寿命并且提高充放电能量，在n(LiOH):n(Ni(OH)2)为1.1:1.0的材料中分别加入P2O5;H3BO3,SiO2,Al2O3，保持4种元素与锂的摩尔比值分别为0.01,0.02,0.03,0.04和0.05，分析测定了样品的充放电曲线和循环伏安曲线，并采用XRD对样品的放电过程和合成产品进行了结构分析，结果证明，当n(P)/n(Ni)=0.02,n(B)/n(Ni)=0.03,n(Si)/n(Ni)\0.02,n(Al)/n(Ni)=0.02时，LiNiO2的放电电压提高，添加元素使LiNiO2在充放电过程中的晶型转变过程发生改变，使六方晶系向单斜晶系转变的趋势变小，这将改善LiNiO2的循环性能，但没有影响锂离子的嵌入和脱嵌机理，XRD分析表明，添加磷和铝使LiNiO2的层状结构更完善，同时增加了活性，但添加硼和硅以后，LiNiO2的XRD图上的衍射峰（003）强度度减弱，衍射峰（018）和（019）峰也有改变，这证明B和Si影响了LiNiO2性能。     

LiNiO2及掺杂化合物的结构与稳定性的第一性原理研究

应用第一原理局域密度泛函对LiNiO2及其掺杂化合物的晶体结构、能带结构和态密度进行了研究.结果表明:锂镍氧系正极材料是电子的良导体,在充放电过程中具有良好的稳定性,适合做锂离子电池的正极材料;在LiNiO2晶体中主要是O和Ni之间成键,镍离子和氧离子的相互作用比较强,Li在嵌入层状结构材料后部分失去电子,以离子状态存在.     

高容量正极材料0.08LiCo0.75Al0.25O2-0.92LiNiO2的合成与电化学性能研究

在恒定pH值下将层状钴铝双羟基复合金属氧化物(CoAl-LDH)均匀包覆在球状Ni(OH)2表面,与LiOH.H2O混合均匀后,经高温煅烧制得钴铝酸锂包覆镍酸锂0.08LiCo0.75Al0.25O2-0.92LiNiO2正极材料.电化学测试表明,0.08LiCo0.75Al0.25O2-0.92LiNiO2正极比容量高,具有良好的倍率性能和循环寿命,其0.1C放电比容量为211 mAh·g-1,0.5C放电比容量为195.6 mAh·g-1,3C放电比容量为161 mAh·g-1,0.5C 30周期循环后容量保持率为93.2%,明显优于LiNiO2和钴酸锂包覆镍酸锂0.08LiCoO2-0.92LiNiO2正极.     

铁和锰的化学状态对 LaFexMnyAl12-x-yO19 催化剂上 N2O 分解的影响

 以共沉淀法制备了 LaFexMnyAl12-x-yO19 六铝酸盐催化剂, 并用 X 射线衍射、扫描电镜、N2 吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱和穆斯堡尔谱对催化剂进行了表征, 考察了催化剂上高浓度 N2O 分解反应的性能. 结果表明, 在所考察的条件下, Mn 比 Fe 更有利于促进六铝酸盐晶相的形成. LaFexAl12-xO19 (x = 0.5, 1) 中 Fe 以 Fe3+位于六铝酸盐尖晶石结构中的四面体位和镜面层结构中的三角双锥位, 其中后者为 N2O 分解的主要活性中心. LaMnyAl12-yO19 (y = 0.5, 1) 中 Mn 优先以 Mn2+进入四面体位, 然后以 Mn3+进入尖晶石结构中的八面体位, 并成为 N2O 分解的主要活性中心.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低温燃烧合成

以LiNO3、Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Mn(NO3)2、CO(NH2)2为原料,通过低温燃烧法在空气中合成了锂离子正极材料LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2.采用XRD研究了合成产物的物相与结构,用SEM研究了合成产物的形貌,考察了点火温度、回火温度,回火时间以及锂过量对合成产物电化学性能的影响.研究结果表明,合成产物与层状LiNiO2的结构相同,属α-NaFeO2型层状结构,合成产物的粒度较小且比较均匀,并具有良好的电化学性能.采用低温燃烧法在空气中合成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的最佳条件为:500℃点火,850℃回火20h,锂过量为15mol%.在此条件下得到的合成产物首次放电比容量达到158.9mAh/g.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.85)Co_(0.10)(TiMg)_(0.025)O_2合成及表征

以LiOH·H2O、Ni2O3、Co2O3、TiO2和Mg(OH)2为原料,应用固相反应法合成Co Ti Mg共掺杂的LiNiO2化合物LiNi0. 85Co0. 10 (TiMg)0. 025O2;TG DTA、XRD、SEM和电化学测试表明,该材料首次放电容量达182. 7mAh/g(3. 0~4. 3V, 18mA/g), 10次循环之后,容量还有 175. 5mAh/g,容量保持率为 96. 2%;与未掺杂的LiNiO2相比,该材料显示出良好的循环性能,是一种很有应用前景的锂电池正极材料.     

LiNi1-xAlxO2(x=0～0.6)的制备和结构演变

通过研究LiNiO2和α-LiAlO2的制备条件,合成出LiNi1-xAlxO2(x=0～0.6)材料.XRD和XPS测试结果表明,各样品均具有α-NaFeO2型单相结构,并形成LiNi1-xAlxO2固溶体.随着Al固溶量x的增加,材料Ni(Al)—O结合能增加,晶胞的a轴缩短,c/a比增大,层状属性更加明显,结构稳定性增强.烧结实验结果表明,在低Al固溶量时,材料的合成需要在氧气气氛中进行,Al掺杂能够抑制结构中的Li缺位,降低材料形成温度及其在合成过程中对氧气的依赖程度.     

LiAl_yNi_(1-y)O_2作为锂离子电池正极材料的研究

本文采用固相反应法合成了一系列不同 y值的LiAlyNi1- yO2 材料 ,通过对其电化学性能的研究发现 ,在适当的烧结条件下 ,LixAl0 .2 5 Ni0 .75 O2 作为二次锂离子电池的正极材料 ,其耐过充性和循环性能都有明显改善 .当Li含量大于 1时 ,在高电位范围充放 (3- 4 .8V) 30次循环后仍保持着首次放电容量的 95 % ,而LiNiO2 在此电压范围内经 2 0次循环后却只有首次放电容量的 5 6 % .通过循环伏安实验表明 :性能改善的主要原因可能是由于充电过程中 ,Al3+ 的掺杂阻止了LixAl0 .2 5Ni0 .75 O2 随Li+ 离子过量脱出而发生晶型转变 .     

低热固相反应法制备纳米LiCoO2的研究(Ⅰ)

LiCoO2是目前商品锂离子电池的正极材料.虽然其价格昂贵,但与LiNiO2或LiMn2O4等相比,LiCoO2较易合成且生产工艺较成熟,因此其性能改进仍受到普遍关注.目前LiCoO2的合成方法主要是高温固相法[1～4],一般在700～900℃范围内烧结得到HT-LiCoO2;此外还可用低热法得到LT-LiCoO2[5～7];或通过CoOOH/LiOH·H2O/H2O混合物经H+/Li+离子交换得到LiCoO2[8].