锂离子电池正极材料LiCoO2的微波合成及结构表征

改变原料的Li,Co摩尔配比，利用微波法制备出锂离子电池正极材料LiCoO2，同时考察了微波辐照时间对反应体系温度的影响，并采用电子显微镜、红外光谱和X射线衍射技术对产品的晶体结构进行分析。结果表明，Li,Co的摩尔比的1.05:1时，所合成的LiCoO2晶体纯度高，具有良好的层状结构。与传统合成法相比，微波合成法具有反应时间短，能耗低，合成效率高，颗粒均匀性良好等特点。     

微波合成铝掺杂钻酸锂材料及性能研究

以LiOH·H2O，Al2O3和Co3O4为原料，微波加热合成Li离子电池正极材料LiAlxCo（1-x）O2．通过XRD测试表征了不同Al加入量时合成产物的晶体结构，确定当x≤0．4时，产物为单一相层状结构．计算了不同x时LiAlxCo（1-x）O2的晶胞参数，随着x的增大，a值减小，c值增大．对合成LiAlxCo（1-x）O2样品进行DSC—TGA测试，结果表明，当x不同时，合成样品的热稳定性不同．SEM测试表明，合成晶体粒度较均匀，粒径在5μm左右．电化学测试表明，LiAl0.2Co0.8O2的电化学性能最好，首次循环放电容量为127mAh／g，多次循环容量损失率小于LiCoO2．     

K/LiCoO2的制备及其同时催化去除碳烟和NOx的性能研究

采用溶液燃烧法和浸渍法制备了铜铁矿结构的钴酸锂(LiCoO2)及其负载K的系列催化剂样品,并通过XRD、NOx-TPD、H2-TPR、程序升温反应等对其进行了结构表征与性能评价.结果表明LiCoO2是一种能有效同时去除碳烟(PM)和NOx的催化剂;K负载可提高其催化活性,其中10%K/LiCoO2具有最低的PM起燃温度(246℃)和最大NOx→N2转化率(35.9%);催化剂表面生成的O2-/O-活性氧物种以及较强的NOx吸附存储能力可能是K/LiCoO2催化活性提高的原因.     

钴酸锂正极材料与锂离子电池的发展 ——2019年诺贝尔化学奖解读

2019年诺贝尔化学奖授予了John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位对锂离子电池的发展做出了重要贡献的科学家. 钴酸锂等正极材料的发现助推了锂离子电池商业化的进程,对电池的性能起着决定性的作用. 本文回顾了John B. Goodenough教授发现钴酸锂的历史,对钴酸锂的进一步发展及应用进行了梳理,同时对他发现另两种正极材料锰酸锂和磷酸铁锂进行了阐述.     

高温水解-离子色谱法测定钴酸锂中氯

使用高温水解-离子色谱法对钴酸锂中痕量的氯进行分析测定。样品在1 100℃高温下通入氧气与水蒸气进行水解反应,生成氯化氢气体随载气带出,经冷凝后接收,并通过离子色谱法对氯的含量进行测定。以NaHCO3(4.5mmol/L)与Na2CO3(2.7mmol/L)的混合溶液为淋洗液,经SH-AG-1保护柱及SH-AC-1分离柱分离,Cl-在0.05~5.00mg/L范围内浓度与峰面积呈线性关系,检出限(3S)为0.010mg/L。方法测定氯的加标回收率在92%~96%,相对标准偏差(n=11)在3.0%~5.3%,方法准确、可靠。     

双包覆法改善高压钴酸锂正极材料的电化学性能

通过结合固相和液相包覆在Al掺杂LiCoO₂表面共包覆了钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)和聚吡咯(PPy)。这种双包覆方法不仅稳定了高电压下LiCoO₂的表面,还增强了材料的离子和电子电导率。电化学测试表明,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为80∶10∶10时,在0.5C(1C=180 mA·g^-1)电流下,循环300周后的容量保持率为76.9%,且在5C电流密度下可逆比容量为150 mAh·g^-1;由于双包覆后LiCoO₂电子电导率大幅提高,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为90∶3∶7时,在0.5C电流下,循环200周后的容量保持率为82.8%,且在5C电流密度下可逆比容量为130 mAh·g^-1。X射线光电子能谱测试表明,包覆层可以在循环中保持稳定且能抑制LiCoO₂材料在高电压下的表面副反应。     

球形钴酸锂的乳液法合成及其结构、性能研究

采用一种特殊乳液法, 制备了锂离子电池正极材料球形LiCoO₂. 分别研究了一次颗粒尺寸、烧结时间对于二次造粒的影响. 还对LiCoO₂球体内部的结构进行了SEM和HRTEM研究, 发现一次颗粒非常紧密地融合在一起, 晶体边界区域没有明显的非晶相区, 也没有纳米级别的孔洞、裂缝. 电化学性能研究表明, 在900 ℃烧结4 h的材料具有较高的首次放电容量(143 mAh•g^－1)和良好的循环性能     

锂嵌入型化合物-氢气电池

可充电氢气电池作为一种新兴的电池体系在大规模能源储存领域显示出富有前景的电化学性能. 锂嵌入型化合物作为一大类的锂离子电池正极材料能够很好地用作可充电氢气电池的正极. 本文开发了 2种新型锂嵌入型化合物-氢气电池. 通过使用钴酸锂与磷酸铁锂2种正极材料分别与氢气负极在硫酸锂 水系电解液中进行匹配, 得到了钴酸锂-氢气电池与磷酸铁锂-氢气电池. 钴酸锂-氢气电池展现出约1.27 V 的放电电位, 约97 mA·h·g^-1的比容量及10C的高倍率; 磷酸铁锂-氢气电池展现出约0.66 V的放电电位, 约125 mA·h·g^-1的比容量以及10C的高倍率. 虽然, 钴酸锂-氢气电池和磷酸铁锂-氢气电池因为使用了未经优化的、 不稳定的锂嵌入型化合物正极材料而导致全电池容量衰减, 但这2种电池经过氢气负极的再循环利用均表现出优异的恢复能力. 本文结果证明了氢气电池的化学稳定性及其在未来长寿命电池中具有的大规模能源储存潜力.     

ICP—AES同时测定钴酸锂中13个杂质元素

利用全谱直读ICP-AES分析技术,对试样处理方法、元素分析谱线、基体干扰、背景校正、仪器分析参数等进行了研究,综合确定了最佳实验条件。将钴酸锂试样用硝酸、高氯酸处理后,再用盐酸与硝酸溶解残渣,ICP-AES同时测定铜、铁、镍、锰、铂、铋、铅、金、铝、镉、钯、锡、砷等13个杂质元素。样品加标回收率为85.2%—113.0%,相对标准偏差为1.0%—7.7%。方法操作简便、快速、准确。     

溶液燃烧法制备LiCoO_2及其同时催化去除碳烟和NO_x性能研究

采用溶液燃烧法和盐助溶液燃烧法制备铜铁矿结构(ABO2)的钴酸锂(Li Co O2)系列催化剂,通过XRD、BET、ICP、XPS、H2-TPR、程序升温反应等手段对其进行了结构表征与性能评价.研究了溶液燃烧法中燃料尿素以及助剂无机盐Na Cl的用量对所制备的催化剂性能影响.实验结果表明,在尿素过量100%时所制备的催化剂结晶程度及催化氧化性能较好,起燃温度达到270℃,N2的转化率达到36.9%.适量助剂Na Cl的引入显著地提高了催化剂比表面积,增加了催化剂表面活性物种,增强了催化剂的氧化还原能力,进而提升催化剂的活性.其中50%质量分数的Na Cl添加量制备的催化剂具有最低的碳烟起燃温度(246℃),但添加Na Cl对NOx的转化率影响不大.