锂离子电池正极材料LiV3-xCoxO8合成及性质

水热法制备Co掺杂改性的锂离子电池层状正极材料LiV3-xCoxO8。经X射线衍射和扫描电镜分析表征材料的晶体结构和形貌,恒流充放电循环测试其电化学性能,结果表明:随着Co掺入量增加,材料初始放电容量有所降低,但循环性能得到明显改善,当掺杂量控制在0.01≤x≤0.08范围内时,LiV3-xCoxO8材料的循环性能和充放电可逆性均比未掺杂LiV3O8材料有明显改善。其中,LiV2.99Co0.01O8和LiV2.97Co0.03O8在40次循环之后,都能保持146 mAh.g-1的放电比容量。     

高性能长循环锌离子电池双金属氧化物ZnMnO3正极材料

通过溶胶-凝胶法制备了一种锰基双金属氧化物ZnMnO₃纳米颗粒材料,首次将其应用于水系锌离子电池正极材料。在300 mA/g的电流密度下表现出高的放电比容量(175 mA·h/g)。在1 000 mA/g的电流密度下放电比容量仍然高达134 mA·h/g。与单金属氧化物相比,ZnMnO₃表现出更优异的循环稳定性和更好的倍率性能。通过非原位的电极表面扫描电子显微镜(SEM)形貌表征,ZnMnO₃在循环过程中能够保持结构的稳定性,从而具有稳定的长循环性能。通过非原位X射线衍射(XRD)分析表明,ZnMnO₃的储锌行为符合嵌入脱出机理。     

锂离子电池正极材料LiV_3O_8的研制

以NH4VO3、LiOH.H2O为原料用固相合成法制备了LiV3O8锂电池正极材料,采用XRD、TEM、EDS、粒度分析方法进行该材料的微观结构研究,测试了LiV3O8样品的电化学性能。在0.1C倍率下材料的首次充放电容量为302mA.h/g、283mA.h/g,前10次循环的平均放电容量为272mAh/g。同时进一步指出了改进循环性能的研究方向。     

Na离子电池正极材料的结构设计与性能分析

Na离子电池由于其低成本和丰富的Na资源储备,已成为电能存储和低速电动汽车中最有前途的候选设备。正极材料是Na离子电池的关键,对电化学性能具有显著影响。系统地总结了现有的Na离子电池正极材料,有过渡金属氧化物类、聚阴离子类、普鲁士蓝类和有机分子聚合物类等材料。目前,这些正极材料存在两个缺点：Na离子的半径比Li离子的大,在离子脱嵌过程中会对材料的结构造成严重影响,进而导致体积膨胀和容量衰减;动态过程缓慢,导致充放电倍率表现不佳。总结了用以提高正极材料电化学性能的掺杂/替代和涂覆等改性方法,为以后的Na离子电池改性和正极材料的选择提供了研究方向。     

铈掺杂无钴高镍正极材料LiNi0.6Mn0.4O2的制备及性能

为获得无钴高镍正极材料LiNi_0.6Mn_0.4O₂(NM64)的最佳合成方法,采用水热法和共沉淀法对其进行制备,确定共沉淀法为NM64材料的较佳制备方法。为进一步提高共沉淀法制备的NM64材料(下称“NM64-C”)的倍率性能和循环性能,采用Ce离子掺杂对NM64-C进行了优化。结果表明：摩尔比为0.02的Ce离子(0.02Ce)掺杂的NM64-C材料在0.3 C下100次循环后的容量保留率为79.5%,明显优于基材NM64-C(63.9%)。0.02Ce掺杂的NM64-C材料展现出了良好的电化学性能。     

MnO2/Al@C作为水性锌离子电池正极

利用阳离子预插入以及碳包覆协同作用的 α-MnO₂( Mn-Al8-C7. 5) 以提高长循环性能． 电化学测试结果表明,Al^{3 +}预插入 α-MnO₂隧道中以及碳包覆协同作用能提高 α-MnO₂的结构稳定性并且减少 Mn^{2 +}的溶解,从而提高材料比容量( 在 0. 1 A/g 的电流密度下比容量高达 390 m Ah/g) 及稳定性( 1 A/g 的电流密度下 500 圈后容量保持70% ) .     

镍掺杂对MoO3 正极材料电化学性能的影响

采用高温固相合成法制备(MoO3)1-x(NiO)x (x=0.00, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04)锂离子电池正极材料,其中MoO3溶胶是由钼酸铵通过离子交换法制得.通过X-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜测试(SEM)、充放电测试、循环伏安和交流阻抗等测试方法考察了镍掺杂对MoO3正极材料结构、形貌以及电化学性能的影响.结果表明,通过镍掺杂正极材料展示了较好的电化学性能.其中掺杂量为0.03的样品展示了最高的首次放电容量,其首次放电容量为295.9 mAh/g.     

Ti掺杂对正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构和电化学性能的影响

为研究离子掺杂对锂离子正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的影响,采用氢氧化物共沉淀法制备了Ti4+掺杂改性的锂离子正极材料LiNi1/3-1/40Co1/3Mn1/3Ti1/40O2、LiNi1/3-Co1/3-1/40Mn1/3Ti1/40O2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3-1/40Ti1/40O2,并运用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对Ti掺杂改性后正极材料的晶型和微观结构进行表征,通过高精度电池性能检测系统对正极材料的电化学性能进行检测.结果表明:Ti分别取代Ni、Co和Mn对三元复合正极材料进行掺杂改性后,改性材料都保持典型的α-NaFeO2层状结构,且晶型良好;LiNi1/3-Co1/3Mn1/3-1/40Ti1/40O2轮廓最分明,且形貌均一;3种改性材料的电化学性能均有一定程度的提高,其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3-1/40Ti1/40O2提高最为明显,在0.1 C、1.0 C和2.0 C倍率下其首次放电比容量分别为145.35、140.79和125.60 mA.h/g,1.0 C倍率下循环30次后的容量保持率为88.06%.     

离子掺杂对锂离子电池正极材料LiFePO4电化学性能的影响

采用一步高温固相合成法制备橄榄石型锂离子电池正极材料LixFe（1-y）MoyPO4／C,着重研究了不同锂铁比和铁位钼元素掺杂对材料的充放电性能的影响．结果表明：当Li：Fe=1．03：1时,磷酸铁锂的放电比容量和充放电循环性能最佳,首次放电比容量最高为100．8mAh／g;在富锂基础上,Mo掺杂的浓度为Li1.033Mo0.01Fe0.97PO4／C时,材料表现出的电化学性能最好,所能达到的最大比容量为144．8mAh／g．     

Y3+掺杂LiV3O8正极材料电化学性能研究

 利用固相合成干冷空气淬火法,合成了一系列Y³⁺掺杂的LiV_3-yY_yO₈ (y=0,0.01,0.03,0.05,0.1,0.2)正极材料.XRD结果表明,Y³⁺掺杂量不同对LiV₃O₈结构的影响不同.适量Y³⁺掺杂能保持LiV₃O₈的原有结构,增大其d₁₀₀值,同时降低材料的结晶度.当Y³⁺掺杂过多时,样品中会产生YVO₄杂相.充放电循环、循环伏安(CV)及交流阻抗(EIS)测试结果表明,Y³⁺掺杂虽然降低了材料的初始容量,但适量的Y³⁺掺杂能稳定材料的循环性能.电池存放实验表明Y³⁺掺杂还能提高电池的存放性能.在高电压下存放15d后,掺杂样的放电容量保持率为94.2%,高于未掺杂样的88.2 %.     

聚苯胺包覆Cu~(2+)掺杂KMn_8O_(16)正极材料的电化学性能

以KMn O4、Mn SO4和HNO3为原料,采用化学沉淀法合成KMn8O16纳米棒,用Cu2+和聚苯胺(PANI)对KMn8O16进行了掺杂、包覆改性的研究.通过XRD、TEM等技术对合成材料的结构和微观形貌进行了表征;采用恒流充、放电系统及交流阻抗测试法对合成材料的电化学性能进行测试.结果表明:Cu2+掺杂和PANI包覆得到的样品作为锂离子电池正极材料时,经过50次循环后容量仍有178 m Ah/g,具有较高的可逆比容量和优良的循环性能,为研究高比容量和循环性能稳定的新型锂离子电池正极材料提供方向.     

Mn_3O_4/CNTs正极材料的制备及其电化学性能研究

针对水系镁离子电池正极材料循环不稳定及电化学性能差的问题,采用Mn3O4作为水系镁离子电池正极材料,通过简单的溶液共沉淀法将Mn3O4与碳纳米管(CNTs)原位复合形成Mn3O4/CNTs。经X射线粉末衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)、通射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和循环伏安(cyclic voltammetry,CV)及充放电测试等表征,结果表明CNTs表面均匀附着尖晶石型Mn3O4纳米颗粒,提高了Mn3O4电极的导电性和电化学性能。Mn3O4/CNTs正极材料在100 m A/g下表现出305 mAh/g的比容量及长循环寿命,远高于Mn3O4的电池性能。Mn3O4/CNTs材料作为水系镁离子电池正极材料具有潜在的应用价值。     

锂离子电池层状结构三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展

 三元层状结构LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂具有较高的可逆容量、结构稳定性、热稳定性和相对较低的成本,成为电动汽车领域最具前景的锂离子电池正极材料之一。综述了锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的结构、电化学性能及对其进行性能优化的掺杂、表面包覆和制备特殊纳米结构材料的3 种方法。其中,纳米材料的研究是锂离子电池正极材料的研究热点之一。材料的电化学性能与粒子尺寸、形貌、多孔性、结晶性和比表面积紧密相关。因此,提高正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的电化学性能时,要充分考虑到这些因素的影响。     

铝掺杂对无钴正极LiNi0.90Mn0.10O2结构及电化学性能的影响

采用共沉淀法将质量分数3%的Al取代Mn掺入二元Ni_0.90Mn_0.10OH₂前驱体中,经高温固相烧结合成一种无Co高Ni三元正极LiNi_0.90Mn_0.07Al_0.03O₂,并通过X射线衍射(X ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能量弥散射线谱(energy dispersive spectroscopy, EDS)等表征手段进行分析,探讨了Al³⁺掺杂对材料结构及性能的影响。结果表明,引入Al³⁺后,Ni_0.90Mn_0.07Al_0.03OH₂一次颗粒明显变细,对应LiNi_0.90Mn_0.07Al_0.03O₂结晶度明显提高...     

微波诱导液相无焰燃烧法制备LiMn1.925Cu0.075O4正极材料及电化学性能

采用微波诱导液相无焰燃烧法快速制备LiMn_1.925Cu_0.075O₄正极材料.通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)测试手段表明,Cu掺杂未改变尖晶石LiMn₂O₄的晶体结构;随着焙烧时间的延长,颗粒尺寸逐渐增大,晶界逐步清晰;Cu²⁺进入LiMn₂O₄晶格中.电化学测试表明,二次焙烧8 h的LiMn_1.925Cu_0.075O₄正极材料表现出优异的电化学性能.在1 C倍率下,首次放电比容量为110.9mA·h·g^-1,循环400次后容量保持率63.9%;在5 C和10 C高倍率下可实现1 000次循环,首次放电比容量分别为108.9、94.8 mA·h·g-1,保持率分别为61.3%、68.1%. Cu掺杂有效抑制Mn的溶解和Jahn-Teller效应,提高材料的结构稳定性与电化学...     

LiFe1-xMgxPO4锂离子电池正极材料的电化学性能

采用体相掺杂法对LiFePO4进行改性,采用Mg对LiFePO4进行掺杂,研究Mg的掺杂量对LiFePO4材料电化学性能的影响.研究结果表明,经掺杂改性后的LiFe1-xMgxPO4(x=0.01,0.05,0.10,0.15)材料的充放电容量和循环性能均有所提高,其中,样品LiFe0.85Mg0.15PO4的性能最佳,其首次放电容量为125.6 mA·h/g,循环6次后容量仍达123.0 mA·h/g;Mg部分取代LiFePO4材料中的Fe后所得材料的电子电导率提高了1×106倍,从而提高了材料的电化学性能.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的Al2O3包覆研究

文章采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,并采用液相包覆的方法对其进行改性处理。采用XRD、SEM、XPS以及电池测试系统等,研究了所制备材料的结构、组成、性能和包覆机理。实验结果表明:表面处理后的LiMn2O4循环性能显著提高,以A12O3对尖晶石LiMn2O4进行表面包覆,使LiMn2O4颗粒不与电解液直接接触,可以防止锰离子溶解在电解液中,获得结构稳定、循环性能优异的锂离子电池正极材料;同时Al2O3会和电解液中微量的HF反应,减小了HF对锰离子溶解的加速作用。     

MnO2/CNTs复合物的合成及其AZIBs正极材料性能

以乙酸锰和过硫酸铵为原料,通过水热合成法制备MnO₂,再通过超声法制备MnO₂/CNTs复合物.运用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对产物进行表征,并运用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试MnO₂/CNTs复合物作为AZIBs正极材料的电化学性能.结果表明：在反应温度140℃,反应时间22 h的条件下,制得的MnO₂产物为β-MnO₂纳米线;将其与CNTs复合后,β-MnO₂的化学结构没有发生改变;在0.1C倍率下循环20次,β-MnO₂/CNTs电极在1 mol/L ZnSO₄+0.5 mol/L MnSO₄水溶液中的首次放电比容量为140 mAh/g,较β-MnO₂/CNTs电极在1 mol/L ZnSO₄水溶液中的首次放电比容量(45 mAh/g)提高了2倍,较β-MnO₂电极在1 mol/L ZnSO<...     

铜掺杂对LiV3O8性能的影响研究

采用一种新的掺杂方法制备了Cu掺杂的LiV3O8,该方法设备简单,热处理温度较低.电化学性能测试表明,Cu掺杂和水处理可以使层间距变大,电导率提高,从而促进Li 离子的扩散,使Li 的嵌脱变得容易,改善了掺杂材料的充放电循环性能.其中掺杂量为0.05的样品首次放电容量为265.0 mAh/g,100周后为227.7mAh/g,容量损失仅为14%.     

锂离子电池正极材料Li1-xVxFePO4/C的制备及电化学性能

采用高温固相法合成了Li1-xVxFePO4/C（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.10）锂离子电池正极材料,通过XRD,SEM,CV,EIS和恒流充放实验研究了不同掺杂量对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量V的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构,但显著改善了其电化学性能。其中,Li0.98V0.02FePO4/C材料以0.1 C倍率放电时,首次放电容量达到160.9 mAh·g^-1,且循环性能良好。