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相似文献
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1.
谢勇  钟贵明  龚正良  杨勇 《电化学》2015,21(2):123-129
采用溶胶凝胶及高能球磨制得Li3Fe2(PO4)3/C材料,利用多种物理及其电化学技术观察材料形貌,表征材料结构及电化学性能,用电化学原位XAFS等初步研究Li3Fe2(PO4)3/C超理论容量电化学反应机理. 结果显示,Li3Fe2(PO4)3/C的结构为单斜晶系,空间群P21/n. 2.0 ~ 4.0 V电位区间,10 mAh·g-1电流密度,Li3Fe2(PO4)3/C电极的首周期放电比容量为129 mAh·g-1,达到其理论容量. 若电位区间拓宽至2.0 ~ 4.95 V,其首周期放电比容量高达165 mAh·g-1,超出理论的“额外”容量30%. 电化学原位XAFS测试未观察到明显的Fe3+/Fe4+氧化还原对参与电化学反应,初步推测“额外”容量可能来自于该复合材料的高浓度表面缺陷.  相似文献   

2.
采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C.通过恒电流充放电测试、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等方法,研究了Li3V2(PO4)3/C在不同电压区间的电化学行为(3.0-4.5 V和3.0-4.8 V).结果表明,3.0-4.8 V电压区间的循环性能和倍率性能均不及3.0-4.5 V电压区间的.3.0-4.5 V区间0.1C (1C=150 mA?g-1)倍率首次放电比容量为127.0 mAh?g-1,循环50次后容量保持率为99.5%,而3.0-4.8 V区间的分别为168.2 mAh?g-1和78.5%.经过高倍率测试后再回到0.1C倍率充放电,3.0-4.5 V和3.0-4.8 V的放电比容量分别为初始0.1C倍率的99.0%和80.7%.经过3.0-4.8 V电压区间测试后,少部分第三个锂离子能够在低于4.5 V的电压脱出,使3.0-4.5 V电压区间的放电比容量提升了7.4%. CV结果表明3.0-4.8 V区间的容量损失主要表现为第一个锂离子的不可逆损失.极片的X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析测试结果表明经过3.0-4.8 V测试后, Li3V2(PO4)3的结构发生了轻微的改变.电感耦合等离子体(ICP)测试结果表明循环后的电解液中含有少量的V.结构变形和V溶解可能是Li3V2(PO4)3在3.0-4.8 V区间容量衰减的主要原因.  相似文献   

3.
以柠檬酸为螯合剂和还原剂, NH4VO3为钒源,通过溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3及其三元掺杂体系Li2.85Na0.15V1.9Al0.1(PO4)2.9F0.1.分别采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量损失谱(EELS)、拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)等技术对材料的微观结构、颗粒形貌和电化学性能进行分析.结果表明:在残余碳包覆的基础上, Na、Al、F三元掺杂有利于稳定Li3V2(PO4)3的晶体结构,进一步减少颗粒团聚和提升材料导电特性,促进第三个锂离子的脱出和嵌入,从而显著改善Li3V2(PO4)3的实用电化学性能.未经掺杂的Li3V2(PO4)3原粉在1/9C、1C和6C倍率下的可逆比容量分别为141、119和98 mAh·g-1,而三元掺杂改性材料在1/9C、1C、8C和14C倍率下的比容量分别为172、139、119和115 mAh·g-1.在1C倍率下循环300圈后,掺杂体系的比容量依然高达118 mAh·g-1,比原粉高出32.6%.值得注意的是,这种三元掺杂还使Li3V2(PO4)3的多平台放电曲线近似转变为一条斜线,显示出可能不同的储锂机制.  相似文献   

4.
采用碳热还原辅助溶胶-凝胶法合成了锂二次电池正极材料LiVPO4F/C, 探讨煅烧温度和煅烧时间对所制备材料纯度、结构和电化学性能的影响. 采用X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 恒流充放电, 电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)等手段对不同煅烧温度和时间所得的材料进行结构表征和电化学性能测试. 当煅烧时间为4 h 时, 温度为450 ℃时, 能够得到纯相LiVPO4F/C, 在0.1C、0.5C和1.0C倍率下, 电池放电比容量分别为193.2、175.6 和173.7 mAh·g-1. 随着煅烧温度升高, Li3V2(PO4)3杂相逐渐增多, 650 ℃煅烧后的材料Li3V2(PO4)3 成为主相. 优化煅烧时间也能够有效控制Li3V2(PO4)3 杂相的生成, 能得到电化学性能良好的LiVPO4F/C. 当煅烧温度为550 ℃时, 反应3 h后得到的产物综合电化学性能最优.  相似文献   

5.
采用改进的碳酸盐共沉淀与高温固相法相结合的方法制备出了高倍率性能的锂离子电池正极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2, 通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安扫描(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学性能测试等手段对材料进行表征. 结果表明, 该方法制备的材料具有良好的α-NaFeO2型层状结构(R3m(166)), 一次粒径平均大小为157 nm, 二次颗粒成球形. 同传统碳酸盐制备得到的材料相比, 该材料具备良好的倍率性能和循环性能, 在2.7-4.3 V 电压范围内, 0.1C (1.0C=180 mA·g-1)倍率下, 首次放电比容量为156.4mAh·g-1, 库仑效率为81.9%. 在较高倍率下, 即0.5C、5.0C和20C时, 其放电比容量分别为136.9、111.3、81.3mAh·g-1. 在1C倍率下100次循环容量保持率为92.9%, 高于传统共沉淀法得到的材料(87.0%).  相似文献   

6.
MOFs材料作为一类新型的锂离子电池电极材料而受到广泛关注和研究. 作者通过溶液扩散法将Co3(HCOO)6原位负载在 rGO(还原氧化石墨烯)上制备出Co3(HCOO)6@rGO复合材料. 将Co3(HCOO)6@rGO作为锂离子电池负极材料,以500 mA·g-1的电流密度恒电流充放电循环 100 周后,仍然保持有 926 mAh·g-1 的比容量,亦表现出很好的倍率性能. 循环伏安和X-射线光电子能谱测试表明,Co3(HCOO)6@rGO材料上的Co2+和甲酸根在充放电过程中均发生可逆的电化学反应. 对比同样采用溶液扩散法合成的 Co3(HCOO)6 的测试结果发现,rGO起到活化甲酸根的电化学反应的作用,同时也改善了Co3(HCOO)6的倍率性能. 将MOFs材料与rGO复合为优化 MOFs 材料的电池性能提供了一个新思路.  相似文献   

7.
王友  曾一文  钟星  刘星  汤泉 《电化学》2018,24(2):174
本文以草酸锂、五氧化二钒、硼酸为原料,二水合草酸为碳原和还原剂,无水乙醇为分散剂,采用球磨法合成了Li3V2(BO3)3/C(LVB/C)复合材料前驱体,后经高温热处理得到LVB/C复合材料. 采用TG-DTA技术对前驱体进行了热分析,通过XRD、SEM、EDS等技术研究了烧结条件对 LVB/C 材料的晶体结构、微观形貌、含碳量的影响. 通过恒流充放电测试、循环性能测试、循环伏安测试和电化学阻抗测试等技术研究了烧结条件对 LVB/C 材料电化学性能的影响. 电化学测试结果表明,800 ℃下烧结10 h得到的样品电化学性能最佳,在50mA•g-1电流密度下,首次充放电比容量分别为427.6mAh•g-1和669.1 mAh•g-1,循环10次后,容量保持率分别为55.4 %和35.2 %.  相似文献   

8.
随着新能源如电动汽车、储能电站的蓬勃发展,人们对下一代高性能锂离子电池的能量密度、功率密度和循环寿命提出了更高的要求. 而富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0 < x < 1,M = Mn、Co、Ni…)具有可逆比容量高(240 ~ 280 mAh·g-1,2.0 ~ 4.8 V)、电化学性能较佳、成本较低等优点,已吸引了研究者的关注,有望成为下一代锂离子电池用正极材料. 本实验室采用固相法和溶胶-凝胶法制备不同的富锂锰基正极材料,其中,溶胶-凝胶法制得的Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2电极首周期放电比容量277.3 mAh·g-1,50周期循环后容量272.8 mAh·g-1,容量保持率98.4%. 本文重点结合本实验室的研究工作,对新型富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2的结构、合成、电化学性能改性和充放电机理等进行总结与评述.  相似文献   

9.
Fast charging and high-power delivering batteries are highly demanded in mobile electronics,electric vehicles and grid energy storage,but there are full of challenges.The star-material Li3V2(PO4)3 is demonstrated as a promising high-rate cathode material meeting the above requirements.Herein,we report the carbon decorated Li3V2(PO4)3 (LVP/C) cathode prepared via a facile method,which displays a remarkable high-rate capability and long-term cycling performance.Briefly,the prepared LVP/C delivers a high discharge capacity of 122 mAh g-1(-93% of the theoretical capacity) at a high rate up to 20 C and a superior capacity retention of 87.1% after 1000 cycles.Importantly,by applying a combination of X-ray absorption spectroscopy and full-range mapping of resonant inelastic X-ray scattering,we clearly elucidate the structural and chemical evolutions of LVP upon various potentials and cycle numbers.We show unambiguous spectroscopic evidences that the evolution of the hybridization strength between V and O in LVP/C as a consequence of lithiation/delithiation is highly reversible both in the bulk and on the surface during the discharge-charge processes even over extended cycles,which should be responsible for the remarkable electrochemical performance of LVP/C.Our present study provides not only an effective synthesis strategy but also deeper insights into the surface and bulk electrochemical reaction mechanism of LVP,which should be beneficial for the further design of high-performance LVP electrode materials.  相似文献   

10.
刘黎  田方华  王先友  周萌 《物理化学学报》2011,27(11):2600-2604
采用低温固相法合成了具有纳米结构的LiV3O8材料.扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)测试显示该材料具有纳米结构.X射线衍射(XRD)表明该材料属于单斜晶系,P21Im空间群.并采用循环伏安法(CV)及电化学阻抗谱图测试对该材料在1、2 mol·L-1Li2SO4水溶液及饱和Li2SO4水溶液中的电化学行为进行了研究.结果表明,LiV3O8在饱和Li2SO4水溶液中具有最好的电化学性能.以LiV3O8作为负极材料,LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为正极材料,饱和Li2SO4水溶液作为电解液组成了水性锂离子电池,进行恒流充放电测试,结果表明,在0.5C(1C=300 mA·g-1)的充放电倍率下,该水性锂离子电池的首次放电比容量为95.2 mAh·g-1,循环100次后仍具有37.0 mAh·g-1的放电比容量.  相似文献   

11.
Li3V2(PO4)3/C (LVP/C) cathode materials were successfully prepared by a rheological phase method using alginic acid as the carbon source. The X-ray diffraction (XRD) patterns demonstrate that all the samples contain pure LVP with the same monoclinic structure. The scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images show that LVP/C materials have a uniform particle size. The LVP/C sample with 10% (w) alginic acid shows the best cycling stability. It delivers a discharge capacity of 117.5 mAh·g-1 (3.0-4.3 V), which can be maintained at 116.5 mAh·g-1 after 50 cycles at a rate of 0.1C. Its capacity retentions of 99.1% (3.0-4.3 V) and 76.8% (3.0-4.8 V) after 50 cycles are prominently higher than those of pristine Li3V2(PO4)3, which are 89.7% (3.0-4.3 V) and 62.39% (3.0-4.8 V). These outstanding electrochemical performances are mainly attributed to the alginic acid-based carbon coating, which can increase the electronic conductivity of materials and buffer the mechanical damage of the active materials during the Li ion insertion/extraction process, thus improving the electrochemical performance of the LVP/C samples.  相似文献   

12.
A series of Nd3+-doped Li3NdxV2àx(PO4)3(x = 0.00, 0.02, 0.05, 0.08 or 0.1) composites are synthesized by the rheological phase reaction method. The XRD results indicate that Nd3+ions have been successfully merged into a lattice structure. Doped samples show good electrochemical performance in high discharge rate and long cycle. In the potential range of 3.0–4.3 V, Li3Nd0.08V1.92(PO4)3exhibits an initial discharge capacity of 115.8 m Ah/g at 0.2 C and retain 80.86% of capacity retention at 2 C in the 51 st cycle.In addition, Li3Nd0.05V1.95(PO4)3holds at 100.4 m Ah/g after 80 cycles at 0.2 C with a capacity retention of92.4%. Finally, the CV test proves that the potential polarization of Li3Nd0.08V1.92(PO4)3decreased compared with the un-doped one.  相似文献   

13.
通过三聚氰胺甲醛树脂(MR)中的羟基与石墨烯氧化物(GO)中的羧基发生的沉淀反应来制备功能化的氧化石墨烯前驱体,然后利用溶胶-凝胶及高温热处理方法制备磷酸钒锂/石墨烯复合材料,利用此材料制备了电池电极,并对电极材料进行了结构和电化学表征。结果表明,所得磷酸钒锂为单斜晶系结构,石墨烯堆叠程度显著降低,也有效避免了磷酸钒锂颗粒的团聚,提高了材料的电化学性能。电池的充放电曲线极化较小,在3.0~4.3 V的区间内20 C倍率仍有86 mA·h/g的可逆容量。0.1 C循环100次后容量为119.7 mA·h/g,容量保持率94%。在3.0~4.8 V的高电压区间,10 C倍率下可逆容量80 mA·h/g,0.1 C循环100次后仍有145.6 mA·h/g的可逆容量。优异的循环和倍率性能以及较低的碳含量符合锂离子正极材料实用的要求。  相似文献   

14.
为了改善富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的循环性能,采用燃烧法合成了正极材料Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13ZrxO2(x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.06).通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构与形貌进行了表征,利用恒电流充放电测试,循环伏安(CV)及电化学交流阻抗谱(EIS)技术对其电化学性能进行测试.结果表明,Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13ZrxO2(x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.06)正极材料均具有α-NaFeO2型层状结构;在室温,2.0-4.8 V电压范围,以0.1C和1.0C(充放电电流以1.0C=180 mA·g-1计算)倍率充放电进行测试,样品Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Zr0.02O2的首次放电比容量分别为280.3和206.4 mAh·g-1.其中,在1.0C倍率下,100次循环后容量保持率由原来的73.2%提高到88.9%;以5.0C倍率充放电进行测试,经50次循环后,掺杂正极材料的放电比容量为76.5 mAh·g-1,而未掺杂材料仅有15.0 mAh·g-1.在50、25和-10°C,2.0C倍率条件下,掺杂正极材料的电化学性能均得到有效改善,其中,在-10°C经过50次循环后正极材料Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Zr0.02O2比未掺杂的正极材料相比,其放电比容量提高了61.1%.  相似文献   

15.
Cathodes with high cycling stability and rate capability are required for ambient temperature sodium ion batteries in renewable energy storage application. Na3V2(PO4)3 is an attractive cathode material with excellent electrochemical stability and fast ion diffusion coefficient within the 3D NASICON structure. Nevertheless, the practical application of Na3V2(PO4)3 is seriously hindered by its intrinsically poor electronic conductivity. Herein, solvent evaporation method is presented to obtain the nitrogen-doped carbon coated Na3V2(PO4)3 cathode material, delivering enhanced electrochemical performances. N-Doped carbon layer coating serves as a highly conducting pathway, and creates numerous extrinsic defects and active sites, which can facilitate the storage and diffusion of Na+. Moreover, the N-doped carbon layer can provide a stable framework to accommodate the agglomeration of the electrode upon electrode cycling. N-Doped carbon coated Na3V2(PO4)3(NC-NVP) exhibits excellent long cycling life and superior rate performances than bare Na3V2(PO4)3 without carbon coating. NC-NVP delivers a stable capacity of 95.9 mA·h/g after 500 cycles at 1 C rate, which corresponds to high capacity retention(94.6%) with respect to the initial capacity(101.4 mA·h/g). Over 91.3% of the initial capacity is retained after 500 cycles at 5 C, and the capacity can reach 85 mA·h/g at 30 C rate.  相似文献   

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