铬离子掺杂对LiFePO4电化学性能的影响

采用机械球磨和共沉淀的方法合成了两种Cr3＋掺杂的LiFePO4. 通过对合成样品的XRD、SEM及其电化学性能（循环性能、大电流放电性能）的研究表明，少量Cr3＋的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构，但显著改善了它的电化学性能，在低放电倍率（0.1 C）时，机械球磨掺杂和共沉淀掺杂Cr3＋的LiFePO4的放电容量分别为144和158 mAh•g－1，而当放电倍率提高到2 C时，两种掺杂的LiFePO4仍分别具有110和130 mAh•g－1的放电容量，且循环性能良好.同时表明通过铁源共沉淀掺杂是一条改善离子掺杂效果的有效途径.     

水热法合成LiFePO4及其电化学性能的研究

通过水热法制备的LiFePO4正极材料具有颗粒均匀细小等特点,并进行X射线衍射(XRD),电子扫描电镜(SEM)和恒电流充放电实验,研究了在一定的反应温度下合成出的材料的电化学性能.结果表明,当合成温度为200℃时,含碳量为10％时,采用0.5C进行充放电,材料的比容量达到132mAh/g,循环了50圈,比容量基本上没...     

锂离子电池正极材料LiFePO4在Fe位掺杂的研究进展

橄榄石型LiFePO4是近年发展起来的一种锂离子电池正极材料,但是LiFePO4的电子导电率低和锂离子扩散速度慢限制了其实用化,需要改进.其中一种很有效的方法就是在LiFePO4的晶格中掺杂金属离子,使其产生晶格缺陷,促进Li+扩散,改善晶体内部的导电性能.LiFePO4有Li(M1)和Fe(M2)2个金属位,可使用金属离子对其改性.本文综述了对锂离子电池正极材料LiFePO4在Fe(M2)位掺杂的研究进展.LiFePO4在Fe(M2)位的掺杂主要采用Mn2+,Ni2+,Co2+,Mg2+等几种金属离子.     

金属氧化物掺杂改善LiFePO4电化学性能

采用氧化物前驱体对磷酸铁锂(LiFePO₄)进行少量金属离子掺杂，并用XRD，SEM和恒电流充放电对掺杂的LiFePO₄进行了研究。结果表明，少量的掺杂离子在很大程度上提高了LiFePO₄的电化学性能，特别是大电流放电性能。1.0 mol%的Nb⁵⁺掺杂LiFePO₄的0.1 C放电容量约150 mAh·g^-1；即使在3 C倍率下放电，也有117 mAh·g^-1的容量。掺杂的效果与掺杂离子的半径、价态密切相关，半径小、价态高的离子对提高LiFePO₄的电化学性能有利。在掺杂量较小时(<2.0 mol%)，掺杂效果与掺杂离子的浓度关系不大。     

钛离子掺杂对LiFe0.6Mn0.4PO4/C 电化学性能的影响

采用固相法合成了钛离子掺杂LiFe0.6Mn0.4PO4/C正极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学测试,对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明:钛离子掺杂未影响材料的晶型结构,但显著改善了材料的电化学性能;Li(Fe0.6Mn0.4)0.96Ti0.02PO4/C材料表现出优异的倍率性能,0.1C倍率下其比容量为160.3mAh.g-1;在10C倍率下,比容量为134.7mAh.g-1;特别是在20C高倍率下仍然具有124.4mAh.g-1的放电比容量.电化学交流阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)测试结果说明,通过钛离子掺杂导致材料阻抗和极化的减少是材料倍率性能改善的主要原因.     

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%.     

LiFePO4的制备、结构与电性能研究

应用高速球磨-高温固相反应法于不同煅烧温度(400~700℃)下合成L iFePO4锂离子电池正极材料,X-射线衍射、扫描电镜和恒电流充放电等测试表明,煅烧温度对合成的L iFePO4晶体结构、表观形貌以及电化学性能均有很大影响;经600℃煅烧得到的L iFePO4样品具有良好的充放电性能,以0.1C倍率充放电,首次放电比容量为128.8 mAh/g,第15次放电比容量为129.1 mAh/g,充放电效率在99.7%以上;其高温充放电性能亦佳.     

Nb 掺杂LiFePO4/C 的一步固相合成及电化学性能

用固相法一步合成了Nb掺杂的LiFePO4/C复合材料, 研究了Nb掺杂量对材料电化学性能的影响. 结果表明, Nb掺杂后LiFePO4/C复合材料的电化学性能明显提高. 在0.5C、1C和2C充放电倍率下, 名义成分为Li0.96Nb0.008FePO4/C正极材料的比容量分别为161、148和132 mAh•g−1, 已达到实用化水平. 阻抗谱和循环伏安特性测试显示, Nb掺杂有效地降低了复合材料电极的阻抗和极化, 说明Nb掺杂的主要作用是提高了LiFePO4的电子电导率.     

MoO3氧化物掺杂改善LiFePO4 / 乙炔黑电化学性能研究

采用MoO₃氧化物前驱物对磷酸铁锂(LiFePO₄)进行少量的掺杂，并用XRD、SEM、CV及恒流充放电测试对产物进行了研究。研究表明，少量的掺杂并未影响到LiFePO₄的晶体结构，但却能够在一定程度上改善LiFePO₄的电化学性能。其中650 ℃焙烧的1% Mo掺杂的LiFePO₄材料性能较好，该材料在以0.2 C的倍率充放电时，充放电曲线具有平稳的电压平台和较大的充放电容量，首次放电容量能达到     

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。     

聚合物热解法还原制备LiFePO4锂离子电池正极材料

应用聚丙烯酸盐热解还原法制备L iFePO4/C材料.经XRD和SEM分析,该材料具有橄榄石结构,结晶程度高,粒度分布均匀,粒径约100 nm.恒流充放电实验表明,该材料放电容量为138 mAh/g,循环性能良好.证实聚丙烯酸盐热解还原法是一种制备L iFePO4材料的新型实用方法.     

分散剂PVA对水热反应制备LiFePO4性能的影响

应用改进的水热反应法制得粒径小且分布均匀的L iFePO4颗粒,煅烧时加葡萄糖形成包覆碳.XRD、SEM和充放电测试表明,该材料粒径约200 nm,颗粒的尺寸分布比较均匀,具有3.45 V的放电平台,放电容量最高达到140 mAh/g,循环到第40周容量仅衰减2.1%.详细讨论了如何有效调控L iFePO4的粒子尺寸以及包覆碳对其电化学性能的影响.     

前驱体配料温度对水热法制备LiFePO4的影响

研究了配料温度对水热法制备磷酸铁锂的影响.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、循环伏安（CV）以及元素分析等手段分析了不同温度下制备的前驱体和最终的LiFePO₄样品,其结果表明配料温度对磷酸铁锂前驱体颜色和特性有明显影响.通过仔细控制该温度可以制得高纯Li₃PO₄中间体并抑制前驱体中Fe（OH）₃的形成.有利于进一步获得结晶良好不含Fe³⁺的LiFePO₄样品,显著提高了LiFePO₄材料的放电比容量.当配料温度为30℃时获得的样品,0.1C倍率下放电比容量达到156 mAh·g^-1,0.5C倍率下放电比容量为151 mAh·g^-1,10C倍率下放电比容量为127 mAh·g^-1,循环20次容量保持率达99%.     

Ag掺杂LiFePO_4/C正极材料的结构及电化学性能

用真空固相反应与液相还原结合的方法,合成了锂离子电池正极材料——金属银掺杂的覆碳磷酸铁锂(LiFePO4/Ag/C),用X射线衍射、扫描电镜、循环伏安、交流阻抗等技术研究其结构、形貌及电化学性能。结果表明,该正极材料为橄榄石型晶体、类球形颗粒(粒径范围约为0.5~2.0μm);Ag掺杂能使合成的LiFePO4颗粒粒径更小、分布更均匀,有效地提高其电化学循环性能;LiFePO4/Ag/C电极0.1C倍率充放的首次放电比容量为138.2mAh/g,50次循环的放电比容量为130.1mAh/g,最高放电比容量为148.3mAh/g;LiFePO4/Ag/C正极材料具有良好的锂离子传导性能,其锂离子扩散系数(DLi+)为8.94×10-15cm2/s。     

锂离子电池正极材料LiFePO4的结构和电化学反应机理

十年来的研究并没有对LiFePO4的电化学反应机理形成准确一致的认识.复合阴离子(PO4)3-的应用使铁基化合物成为一种非常理想的锂离子电池正极备选材料.然而,LiFePO4的晶体结构却限制了其电导性与锂离子扩散性能,从而使材料的电化学性能下降.本文主要考虑充放电机理、相态转变、离子掺杂、锂离子扩散、电导、电解液、充放电动力学等因素的影响,从理论与实验角度综述了关于LiFePO4的电化学反应机理的研究进展.     

镁离子掺杂对LiFePO4/C材料电池性能的影响

通过PVA(聚乙烯醇)包覆工艺利用固相法合成了镁离子掺杂的LiFePO₄/C.材料的高温电导率特征曲线和电阻率与掺杂含量变化的曲线表明，材料中由于Mg离子的掺杂，使得其导电机制由n型半导体向p型半导体转换.在镁离子掺杂原子百分含量为0.3％(x)下，研究了材料的结晶性能随烧成温度的变化.973 K下合成材料具有良好的微观结构，材料的亚微米颗粒和PVA裂解产生的碳黑形成了粒径在10 μm左右的团簇体.在循环伏安特性曲线中，存在两个小的肩峰,表明在循环过程中，锂离子可以通过由掺杂产生的锂空位进行插入和脱出.材料在0.1 C的充放电速率下，首次充放电曲线具有平稳的电压平台和较大的充放电容量.当充放电速率为0.5 C时，材料仍然具有大于120 mA•h•g^－1的充放电容量；经过100次循环后，基本上没有发现材料的循环容量衰减的情况.     

钛掺杂对LiNi0.75Co0.25O2结构与性能的影响

应用溶胶-凝胶法合成LiNi(0.75-x)Co0.25TixO2(x=0,0.1,0.25)系列正极材料,其结构、形貌、粒度、电化学性能由TG、XRD、SEM和电池充放电测试表征研究表明,材料的电化学性能与钛掺杂量密切相关.在钴含量不变的情况下,随着Ti含量(x)的增加,材料由六方层状结构逐渐向立方结构转变,x=0.25时,出现了立方相与六方相共存.根据实验和理论计算结果简要讨论了钛掺杂对正极材料LiNi0.75Co0.25O2结构和电化学性能的影响.     

Effects of Co~（2＋）Doping on the Crystal Structure and Electrochemical Performance of LiFePO_4

Co2+-doped LiFePO4/C composite material was prepared by solid-state synthesis method using Fe2O3,Li2CO3 and NH4H2PO4 as the starting materials.The structures and elec-trochemical performance of samples were studied by XRD,SEM and constant current charge-discharge method.The results showed that the Co2+ doping did not change the crystal structure of LiFePO4.The unit cell volume changed with the increase of Co2+,and reached the maximum at x = 0.04.The LiFe0.96Co0.04PO4/C sample proved the best electrochemical properties.Its initial discharge capacity was 138.5 mA·h /g at 1 C rate.After 30 cycles,the capacity remained 127.7 mA·h /g,and the capacity retention rate was 92.2%.