Cu~(2+)掺杂LiFePO_4的制备及其电化学性能

应用固相反应法合成LiFePO4及掺杂Cu2+的LiFePO4,以XRD、XPS表征样品的结构及Fe存在的价态.发现掺杂少量的Cu2+未能改变LiFePO4材料的结构特征以及Fe2+的化学状态,但是Cu2+的掺杂使得LiFePO4材料的晶胞体积变小.充放电测试结果表明少量Cu2+的掺杂能显著地提高LiFePO4材料的大倍率输出能力,LiCu0.02Fe0.98PO4,其1C放电容量可达130 mAh/g以上,较掺杂前提高了20%左右.     

温度对LiCoO2中锂离子嵌脱过程的影响

摘要 运用EIS研究了LiCoO2正极在1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中0~30℃范围内阻抗谱特征、SEI膜阻抗、电子电阻和电荷传递电阻等随温度的变化。结果表明,LiCoO2正极的EIS谱特征与温度有关,随温度的升高其低频区域在1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中分别于10和20℃出现反映锂离子固态扩散的斜线。LiCoO2正极在 1M LiPF6-EC:DEC:DMC和1M LiPF6-PC:DMC+5%VC电解液中,锂离子迁移通过SEI膜的离子跳跃能垒平均值分别为37.74和26.55KJ/mol;电子电导率的热激活化能平均值分别为39.08和53.81KJ/mol;嵌入反应活化能平均值分别为68.97和73.73KJ/mol。     

温度对石墨电极性能的影响

运用电化学阻抗谱(EIS)并结合循环伏安法(CV)研究了石墨电极25和60 ℃时在1 mol·L-1 LiPF6-EC(碳酸乙烯酯):DEC(碳酸二乙酯):DMC(碳酸二甲酯)电解液中, 以及60 ℃时在1 mol·L-1 LiPF6-EC:DEC:DMC+5%VC(碳酸亚乙烯酯)电解液中的首次阴极极化过程. 发现高温下(60 ℃)石墨电极在1 mol·L-1 LiPF6-EC:DEC:DMC电解液中可逆循环容量衰减的主要原因在于其表面无法形成稳定的固体电解质相界面(SEI)膜. 实验结果显示, VC添加剂能够增进高温下石墨电极表面SEI膜的稳定性, 进而改进石墨电极的循环性能.     

LiCoO2电极/电解液界面特性的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱研究了LiCoO₂电极在电解液中的贮存和首次脱锂过程. 发现LiCoO2电极在电解液中, 随浸泡时间延长其表面SEI膜不断增厚, 归结为LiCoO₂电极与电解液之间的自发反应导致生成一些高介电常数的有机碳酸锂化合物. 研究结果指出LiCoO₂电极首次脱锂过程中, SEI膜在3.8 ~ 3.95 V电位区间发生可逆坍塌, 对应其可逆溶解; 由于过充反应, 当电位大于4.2 V SEI膜迅速增厚. 研究结果同时表明, Li/LiCoO₂电池体系的感抗来源于充放电过程中LiCoO₂电极中存在LiCoO₂/Li_1-xCoO₂局域浓差电池. 发现锂离子在LiCoO₂电极中的嵌脱过程可较好地用Langmuir嵌入等温式和Frumkin嵌入等温式描述, 测得LiCoO₂电极中锂离子嵌脱过程中电荷传递反应的对称因子α = 0.5.     

氟化石墨的电化学性能研究

对系列氟化石墨及其作为碱性电池正极添加剂的电化学性能进行了研究,考察了氟化石墨作为电极活性材料及用作添加剂时电池的放电行为以及氟化石墨的氟化程度和电极中氟化石墨的含量对电池的放电性能的影响.研究了MnO₂中添加氟化石墨后对电极循环性能的影响,并用XRD比较了几种不同碳材料与氟化石墨的结构特点及MnO₂电极放电前后的状态变化,初步探讨了氟化石墨改善二氧化锰电化学性能的作用机制.     

纳米CoFe2O4/GNS负极制备及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成纳米尺寸CoFe₂O₄/GNS复合材料（直径约为15 nm）,其颗粒尺寸均一,且均匀分散于石墨烯表面. 电化学测试结果表明,该复合物电极具有良好的循环和倍率性能,500 mA·g^-1电流密度下100周期循环比容量稳定在709 mAh·g^-1, 容量保持率高达95.8%;2 A·g^-1电流密度,其比容量仍高达482 mAh·g^-1.     

四丁基六氟磷酸铵作为锂离子电池阻燃添加剂的研究

近年来关于锂离子电池造成的安全问题甚至事故的报道屡见不鲜,锂离子电池的安全问题已经成为人们关注的焦点. 我们用四丁基六氟磷酸铵（TBAPF₆）作为锂离子电池电解液阻燃添加剂,研究发现添加了TBAPF₆的电解液具有明显的阻燃效果,同时电解液电导率下降并不明显. LiCoO₂/Graphite全电池在添加了TBAPF₆的电解液中可逆容量会略有降低,但具有更优异的循环稳定性. 主要是由于TBAPF₆添加量的增加会影响石墨电极的库伦效率,延长活化时间. 通过对LiCoO₂/Graphite全电池绝热加速量热仪（ARC）测试,表明添加TBAPF₆对电池的燃烧有明显的抑制作用. 在TBAPF₆添加量至5%时,电池在300 ^oC内自放热速率不超过0.1^oC/min,电池的安全性显著提高.     

Mn3O4/石墨烯复合材料的制备与电化学性能研究

本文以氧化石墨烯（GO）溶液为氧化剂,采用水热法使GO直接氧化Mn(Ac)₂制备Mn₃O₄/石墨烯复合材料,并通过在制备过程中加入氨水提高了复合材料中GO的还原程度与Mn₃O₄颗粒的分散性. 制得的Mn₃O₄/石墨烯复合材料表现出优异的电化学性能. 在0.5 A·g^-1的电流密度下复合材料质量比容量可达到850 mAh·g^-1,0.5 A·g^-1时充放电循环测试200周容量保持率为99%.     

纳米级LiFePO_4材料的水热模板法合成及其性能研究

采用水热模板法合成纳米级LiFePO4材料,改变水热反应中表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)的比例控制样品颗粒生成的大小.SEM测试表明,合成的LiFePO4晶粒尺寸与表面活性剂的配比密切相关,范围在几十到几百nm之间.充放电试验表明,合成的纳米级LiFePO4材料电极具有优良的电化学性能,其0.1C放电最高比容量可达150 mAh/g,而1C和2C放电比容量也分别有140 mAh/g和126 mAh/g.     

锂离子电池电解液中甲醇杂质对石墨电极性能影响机制的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱和循环伏安法研究了在1mol/LLiPF6-EC/DEC/DMC电解液中,不同甲醇杂质含量对石墨电极性能的影响及其机制.结果表明,甲醇对石墨电极性能的影响与电解液中甲醇的含量有关;其对石墨电极性能的影响机制为甲醇在2.0V左右还原生成的甲氧基锂沉积在石墨电极表面上,形成一层初始SEI膜,影响了EC的还原分解成膜过程.