锂离子电池复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3的复合机制

以FePO4·xH2O、V2O5、NH4H2PO4和Li2CO3为原料, 以乙二酸为还原剂, 通过湿化学还原-低温热处理方法制备出锂离子复合正极材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3. X射线衍射(XRD)结果表明, 合成的材料中橄榄石结构的LiFePO4和单斜晶系的Li3V2(PO4)3两相共存; 从复合材料中LiFePO4、Li3V2(PO4)3相对于相同条件下制备的纯相LiFePO4和Li3V2(PO4)3的晶格常数变化以及结合高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDAX)的结果可以看出, 在复合材料xLiFePO4·yLi3V2(PO4)3中存在部分V和Fe, 分别掺杂在LiFePO4和Li3V2(PO4)3中, 并形成固溶体; X射线光电子能谱(XPS)结果表明, Fe/V在复合材料中的价态与各自在LiFePO4和Li3V2(PO4)3中的价态保持一致, 分别为+2 和+3价. 充放电测试表明, 制备出的复合正极材料电化学性能明显优于单一的LiFePO4和Li3V2(PO4)3; 循环伏安测试表明, 复合正极材料具有优良的脱/嵌锂性能.     

新型锂离子电池正极材料Li0.86V0.8O2的水热合成及性质

采用两步反应制备了新型锂离子电池正极材料Li0.86V0.8O2. 该材料具有六方层状结构, 空间群为R3m. 研究了在水热条件下溶液的碱度对于钒酸锂盐形成的影响, 在低碱度的条件下, 前驱体V2O3和LiOH·H2O并未发生反应, 只有在碱度达到2.5 mol/L时, 才能形成单相的Li0.86V0.8O2材料. X射线光电子能谱分析发现, V2p的结合能位于516.4 和523.1 eV, 分别对应于四价钒离子的V2p3/2 和V2p1/2, 这说明在Li0.86V0.8O2中V离子主要价位为+4价. 在电流密度为7.4 mA/g的充放电中, Li0.86V0.8O2初始充电容量达到163 mA·h/g, 首次放电容量也能达到113 mA·h/g, 20次循环后放电容量仍然可以达到80 mA·h/g, 表现出较好的循环性能.     

H15Li4V12B32O84催化烯烃环氧化及其催化氧转移行为的研究

 在异丁醛存在下,用催化剂H15Li4V12B32O84催化烯烃环氧化反应. 结果表明,H15Li4V12B32O84是一种有效的烯烃环氧化催化剂. 51V NMR谱研究表明,化学位移在-568.9的钒物种是反应过程中的活性中间体. 根据烯烃环氧化控制实验中 1H NMR和 51V NMR谱的研究结果,提出了过氧钒物种是烯烃环氧化反应的主要活性物种,并假设了H15Li4V12B32O84催化烯烃环氧化反应的机理.     

钼掺杂Li3V2（PO4）3/C正极材料的制备及其电化学性能研究

以Li2CO3、NH4H2PO4、V2O5和MoO3为原料,柠檬酸为络合剂和碳源,采用溶胶-凝胶法制备了锂离子正极材料Li3MoxV2-x(PO4)3/C(x=0.01,0.02,0.03).X射线衍射(XRD)表明,合成的材料具有单一的单斜晶系结构,空间群为P21/n.扫描电镜(SEM)显示Li3Mo0.02V1.98(PO4)3/C具有均一的表面形貌.恒流充放电测试表明,当x=0.02时,掺杂后的Li3Mo0.02V1.98(PO4)3具有最佳的电化学性能.在1C倍率下,3.0～4.3 V电位区间,Li3Mo0.02V1.98(PO4)3/C的首次放电比容量达到122.3 mAh.g-1,循环50周之后,容量没有衰减的迹象;而当x=0、0.01和0.03时,首次放电比容量仅分别为117.1、115.1和116.0 mAh.g-1.在3C和5C倍率下,样品Li3Mo0.02V1.98(PO4)3/C仍能保持优异的循环稳定性.     

液相球化法合成新型正极材料磷酸钒锂

A novel cathode material lithium vanadium phosphate with the microstructure of submicro-particles aggregate was synthesized by liquid-phase sphericizing granulation. XRD pattern showed that the crystal structure of Li3V2(PO4)3 was monoclinic and belonged to P21/n space group. SEM revealed that the diameters of the particle and aggregated particle were in submicron range and about 10 滋m, respectively, with a narrowdistribution. The electrochemical testing showed that the obtained Li3V2(PO4)3 had the maximum discharge capacity of 126.67 mAh·g-1 and initial coulombic efficiency of 95.6%in the range of 3.0-4.3 V (vs Li/Li+), and 170.47mAh·g-1 and 97.5%in the range of 3.0-4.9 V (vs Li/Li+) at a density of 55.6 mA·g-1, respectively. Moreover, the material had a better cycle stability.     

Li3V2(PO4)3电极过程及其锂离子脱嵌动力学研究(Ⅰ)

采用溶胶凝胶法合成了Nasicon化合物Li3V2(PO4)3,采用X射线衍射(XRD)对产品进行了物相分析.采用充放电测试,循环伏安(CV)研究了化合物的电化学性能和锂离子的脱嵌过程,计算出Li+在固相中的扩散系数(10-8 cm2·s-1);采用交流阻抗测试(EIS)研究了Li3V2(PO4)3的电极过程;对两种类型的阻抗图谱提出不同等效电路模型并对结果进行了拟合;研究了Li3V2(PO4)3电极过程动力学以及新鲜电极界面在充放电过程中的变化特性.     

锂离子电池正极材料Na3V2（PO4）2F3的原位XRD及固体核磁共振研究

采用溶胶凝胶法制备Na3V2（PO4）2F3/C复合材料,该材料具有优异的电化学循环性能和倍率性能.利用电化学原位同步辐射X射线衍射（XRD）及魔角旋转固体核磁共振（MASSS-NMR）技术研究了Na3V2（PO4）2F3材料充放电过程中结构变化过程及Li/Na嵌入-脱出反应.研究结果表明,Na3V2（PO4）2F3的电极反应按嵌入-脱出反应机理进行,充放电过程中材料具有优异的结构稳定性.我们还发现Na3V2（PO4）2F3与电解液接触后与电解液中的Li＋发生部分交换反应形成LixNa3-xV2（PO4）2F3.在首次充电时,Li＋和结构中Na1位置的Na＋共同从晶格中脱出;而首次放电过程中,Na＋和Li＋共同嵌入到晶格中;充放电过程中发生的是Li＋和Na＋的共嵌入-脱出反应.     

无机聚合物正极材料聚三硫代磷氮烯的制备与表征

合成了无机化合物聚三硫代磷氮烯[NPS3]n,借助红外光谱与元素分析测试确定了聚合物的重复单元结构;并通过比表面积分析、粒度测试和扫描电子显微镜观察了无机聚合物材料的微观形貌;热重分析测试表明材料在300℃以下能够稳定使用;循环伏安实验发现,作为锂二次电池正极材料使用,聚三硫代磷氮烯的电化学还原反应在2.25 V(versus Li/Li+)发生,其可逆的电化学氧化反应在2.51 V(versus Li/Li+)进行;充放电测试显示这种无机材料具有745.2 mAh.g-1的首次放电容量,与理论值(759.0 mAh.g-1)十分接近,经过60次充放电循环后放电容量保持在708.8 mAh.g-1,容量保持率95.1%,循环性能优秀.     

钼掺杂磷酸钒锂正极材料的制备及其电化学性能研究

以Li2CO3,NH4H2PO4,V2O5和MoO3为原料,柠檬酸为络合剂和碳源,采用溶胶凝胶法制备了锂离子正极材料Li3MoxV2-x(PO4)3/C (x = 0.01, 0.02和0.03). X射线衍射（XRD）表明,合成的材料具有单一的单斜晶系结构,空间群为P21/n. 扫描电镜（SEM）显示Li3Mo0.02V1.98(PO4)3/C具有均一的表面形貌。恒流充放电测试表明,当x = 0.02时,掺杂后的Li3Mo0.02V1.98(PO4)3具有最佳的电化学性能. 在1C倍率下,3.0 ~ 4.3 V电位区间,Li3Mo0.02V1.98(PO4)3/C的首次放电比容量达到122.3 mAh?g-1,循环50周之后,容量没有衰减的迹象;而当x = 0, 0.01和0.03时,首次放电比容量仅分别为117.1 mAh?g-1,115.1 mAh?g-1和116.0 mAh?g-1. 在3C和5C倍率下,样品Li3Mo0.02V1.98 (PO4)3/C仍能保持优异的循环稳定性.     

Low Temperature Synthesis and Characterization of Li1.2-y NayV3O8(0≤y≤1.2) from V2O5 Gel

Without overnight heating and stirring,Li1.2V3O8 and its analogs Li1.2-y NayV3O8(0≤y≤1.2) were successfully synthesized by adding mixed solution of LiOH and NaVO3 to V2O5 gel and dehydrating the prepared gel in 150-350℃.The simplicity awards this synthesis process superiority over other low temperature synthesis routes when mass production is concerned.TG-DTA,XRD and TEM experiments were carried out for physical characterization.By galvanostatic charge-discharge and cyclic voltammetry tests,these products showed better electrochemical performance than high temperature products as cathode active materials in secondary lithium batteries.After treatment of Li1.2V3O8 at 250℃,it exhibited a capacity of 350mAh/g when cycled at current rate of about 60 mA/g over the voltage range of 3.8-1.7V vs,Li^ /Li.The influence of partial substitution of Li by Na was also extensively studied.