锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C的制备及电化学性能

以球磨结合焙烧的方法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C.XRD、EIS表征及以该材料作正极的恒电流循环测试表明,所得产物为晶体结构发育良好的单斜晶系Li3V2(PO4)3.在0.1C、0.25C和0.5C倍率下,首次放电比容量分别为150.6、134.1和107.1mAh·g-1.0.25C循环130周后容量保持率为87.3%,而0.5C循环105周后容量保持率仍达到87.2%.锂离子在材料中的嵌入、脱出伴随明显的两相转变过程.电荷传递阻抗和SEI膜阻抗是影响材料倍率性能的主要因素.     

一种锂离子二次电池正极材料LiVPO4Cl的水热法合成

Cathode material LiVPO₄Cl for lithium-ion rechargeable batteries was synthesized by one-step hydro-thermal method. The result of XRD measurement shows that LiVPO₄Cl material has a triclinic crystal structure， P1 space group; the results of SEM and TEM indicate that the sample is mostly single-crystalline， stick-like material; and the results of charge/discharge testing and cyclic voltammetry measurement demonstrate that the charging plateau of LiVPO₄Cl material maintains at 4.02 V and the discharging plateau at 3.86 V. After sufficient activation， the discharge capacity at 0.1C rate of the fortieth cycle of LiVPO₄Cl material with relatively higher content of carbon reaches 101 mAh·g^-1.     

锂离子二次电池锰系正极材料

综述了锂离子二次电池锰系正极材料的研究进展，侧重于阐述尖晶石型及层状锰酸锂的制备、结构与电化学性能之间的关系。     

二次锂离子电池正极活性材料—LiCoO2制备研究进展

本文简单对比了高温相ＬｉＣｏＯ２和低温相ＬｉＣｏＯ２的结构和电化学性能的差别,详细介绍了ＬｉＣｏＯ２的各种合成方法并评述了不同合成方法,反应条件对ＬｉＣｏＯ２结构、形貌及电化学性能的影响,并提出了今后研究的方向。     

锂离子电池正极材料的晶体结构及电化学性能

正极材料是锂离子电池的重要组成部分。作为提供自由脱嵌锂离子的正极材料,其晶体结构的特点决定了锂离子脱嵌路径方式的不同,并对锂离子电池的电化学性能等产生明显影响。本文根据正极材料的晶体结构和锂离子“脱嵌/嵌入”路径方式的不同,重点讨论了一维隧道结构、二维层状结构和三维框架结构正极材料的晶体结构特点、锂离子“脱嵌/嵌入”路径和其电化学性能之间的关系,主要包括一维隧道结构正极材料LiFePO₄,二维层状结构正极材料LiMO₂(M=Co, Ni, Mn)、Li_1+xV₃O₈和Li₂MSiO₄ (M=Fe, Mn) 以及三维框架结构正极材料LiMn₂O₄和Li₃V₂(PO₄)₃。揭示了目前锂离子电池正极材料的研究现状和存在问题,并对今后的发展方向进行了评述。     

锂离子电池正极材料LiFePO4电化学性能

分别采用蔗糖和乙炔黑作为碳添加剂,高温固相法合成LiFePO_4复合物,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和充放电等测试技术对其晶体结构、表观形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,合成的LiFePO_4均为单一的橄榄石型晶体结构。采用蔗糖包覆的LiFePO_4具有更好的电化学性能,以0．2 C充放电,首次放电比容量为148．6 mA·h/g,20次循环后放电容量仍为140．3 mA·h/g。     

有序介孔磷酸钛锂离子电池正极材料制备及电化学性能

选用合适模板剂由溶胶凝胶法合成高度有序介孔结构的磷酸钛正极材料.研究煅烧温度对材料孔结构及材料的电化学性能的影响,合成样品的结构形貌和比表面分别用XRD、BET、TEM及元素分析仪表征.充放电测试结果表明,该介孔结构正极材料表现出优越的电化学性能,以150 mA/g充放电,首次放电容量高达94 mAh/g,而不含模板剂无孔结构的材料放电容量仅37 mAh/g.     

LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究

采用固相反应结合高速球磨法,合成了锂离子电池新型正极材料LiFePO4,并对该材料进行碳包覆处理;采用XRD、SEM、元素分析以及价态化学分析等方法对样品进行表征.实验表明,LiFePO4具有3.4V的放电电压平台,而且包覆碳后的磷酸铁锂具有更好的电化学性能,首次放电容量达147mAh/g,充放电循环100次后容量只衰减9.5%.     

动力锂离子电池正极材料磷酸钒锂制备方法

锂离子电池新型正极材料的开发是当前的研究热点,其中磷酸盐材料以其结构稳定、安全性能好及资源丰富等优点备受关注。磷酸钒锂理论能量密度可达500mWh/g,具有较高的电子离子导电性、理论充放电容量及充放电电压平台,被认为是一种极具竞争优势和应用前景的动力锂离子电池正极材料。传统磷酸钒锂合成方法有固相合成法、碳热还原法、溶胶凝胶法和水热合成法等,近年来,又出现了湿法固相配位法、微波固相合成法和流变相法等新型合成方法。本文简要介绍了磷酸钒锂的结构和性能特点,对磷酸钒锂制备方法的最新研究进展进行了较为全面的阐述,并详细介绍了本研究团队近年来在磷酸钒锂材料新型合成方法方面的探索成果。同时对各种合成方法的制备工艺及材料性能进行了对比分析,并探讨了当前存在的问题及未来的研究方向。     

类凝胶法制备锂离子二次电池正极材料镍钴酸锂

以LiOH.H2O,Ni(NO3)2,6H2O,Co(NO3)2.6H2O,NH3.H2O为原料,在不同条件下以类凝胶法制备层状化合物LiNixCo1-xO2,并以此作正极材料进行电化学测试,结果表明,首次充电比容量达192mAh/g,首次放电比容量达140mAh/g,循环22次后其放电比容量保持在119mAh/g。     

LiVPO4F电子结构及电化学性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论(DFT)结合投影缀加波(PAW)方法,对LiVPO₄F的晶体结构,电子结构和电化学属性进行了研究。从理论上获得了脱Li前后具体的晶格参数的变化。通过对其态密度的计算,发现在放电过程中,V在化合物中呈现离子态,发生+3/+4价态的转变,电子转移主要发生在V原子上;而P原子的状态比较稳定,并不发生大的电子的转移,磷酸根的空间结构也变化不大。同时LiVPO₄F的禁带宽度仅为1.63 eV,说明其在一定情况下具有良好的导电性,有利于放电过程中电子的输运。LiVPO₄F是铁磁相,磁矩为2μ_B,而VPO₄F为反铁磁相。此外,通过计算获得了LiVPO₄F的平均嵌锂电压为4.0 eV。     

Mg二次电池正极材料Cu2Mo6S8的合成与表征

采用CuS.H2O、MoS2、Mo为原料,用熔盐法(KCl为熔盐)合成了谢弗雷尔相的Cu2Mo6S8正极材料,并用XRD,SEM,循环伏安测试,充放电测试对材料的结构和电化学性能进行研究。XRD结果表明本Cu2Mo6S8正极材料属于R3空间群,具有良好的晶型。电化学测试表明,当材料在电压0.2～2 V范围内进行充放电时,其放电比容量在90 mAh.g-1左右,循环稳定性和可逆性均良好。该材料的充放电曲线中在1.2 V和1.9 V分别有还原峰,0.7 V和1.0 V分别有氧化峰,与伏安曲线相对应。     

镁二次电池正极材料纳米Fe3S4的电化学性能

首次将尖晶石相的纳米Fe₃S₄材料用作镁二次电池的正极材料。采用水热法一步合成了具有纳米结构的Fe₃S₄材料, 并采用XRD、SEM测试手段对产物的物相、形貌进行了表征。实验结果表明, 在160 ℃能够合成纯相的Fe₃S₄材料, 该材料具有银耳状纳米结构。电化学测试结果显示, 水热法合成的纳米Fe₃S₄材料能够在镁二次电池体系中进行有效的可逆充放电, 放电平台电压为0.9 V, 首次放电容量高达267 mAh·g^-1, 50次循环后衰减至110 mAh·g^-1。电化学交流阻抗测试结果表明镁离子能够在Fe₃S₄晶格中扩散。     

镁二次电池正极材料纳米Fe3S4的电化学性能研究

首次将尖晶石相的纳米Fe₃S₄材料用作镁二次电池的正极材料。采用水热法一步合成了具有纳米结构的Fe₃S₄材料, 并采用XRD、SEM测试手段对产物的物相、形貌进行了表征。实验结果表明, 在160 ℃能够合成纯相的Fe₃S₄材料, 该材料具有银耳状纳米结构。电化学测试结果显示, 水热法合成的纳米Fe₃S₄材料能够在镁二次电池体系中进行有效的可逆充放电, 放电平台电压为0.9 V, 首次放电容量高达267 mAh· g^-1, 50次循环后衰减至110 mAh· g^-1。电化学交流阻抗测试结果表明镁离子能够在Fe₃S₄晶格中扩散。     

新型锂离子电池正极材料LiVOPO4的制备与表征

Novel lithium-ion battery cathode material LiVOPO₄ was synthesized by sol-gel method using lithium hydroxide, ammonium metavanadate, phosphoric acid and citric acid as raw materials. The microstructure, surface morphology and electrochemical properties were characterized by various electrochemical methods in combination with thermogravimertric (TG) analysis and differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), infrared (IR) spectroscopy, scanning electron microscope (SEM). Results show that the sample obtained by calcinating at 650 ℃ for 6 h is made up of uniform particles with size of 2～3 μm. The first discharge, charge capacity and columbic efficiency of LiVOPO₄ is 137.1 mAh·g^-1, 146.1 mAh·g^-1 and 93.8%, respectively. After 80 cycles the discharge capacity is kept at 130.4 mAh·g^-1, which is 95.1% of the first discharge capacity, and the capacity loss per cycle was only 0.061%, suggesting the LiVOPO₄ derived by this method is a promising cathode material for lithium ion batteries.     

铬掺杂的锂离子电池正极材料LiVPO4F的制备以及电化学行为的研究

采用高温固相法2步合成了掺Cr的锂离子电池正极材料LiV_1-xCr_xPO₄F(x=0，0.01，0.03，0.05，0.07)，XRD测试表明LiV_1-xCr_xPO₄F属三斜晶系。通过恒电流充放电，循环伏安和交流阻抗实验表明：掺Cr后LiVPO₄F正极材料更有利于锂离子的嵌入和嵌出，材料的放电容量和循环性能进一步提高，例如，铬掺杂的LiVPO₄F样品在室温、0.2 C倍率下充放电，循环50周后容量在110 mAh·g^-1以上。文中还讨论了充放电容量随掺Cr量的关系，n_Cr含量为0.03的LiV_1-xCr_xPO₄F有着较高的放电平台和良好的循环稳定性。     

溶剂热法制备Mn掺杂LiFePO4正极材料及其电化学性能

以水和乙二醇作溶剂,采用溶剂热法合成不同Mn掺杂量的LiFePO_4正极材料,并对其物相、形貌和电化学性能进行研究。结果表明,Mn在LiFePO_4正极材料中存在积极作用,Mn的掺杂可以提高LiFePO_4的电化学性能。一方面,少量Mn的掺杂可以拓宽锂离子扩散通道,减小电荷转移阻抗。但另一方面,当Mn的掺杂量过多时,其自身较差的动力学性质会导致电荷转移受阻,造成电池极化和严重的容量衰减。