共沉淀法合成Zr-Mg掺杂的LiNiO_2及其性能研究

采用共沉淀法合成出Zr—Mg掺杂的层状锂离子电池正极材料LiNi1-xZrx/2Mgx/2O2(x=0,0.02,0.04,0.08,0.12).通过XRD、电化学测试手段对产物的结构、组成及电化学性能进行了研究.XRD图表明此方法合成的LiNi1—xZrx/2Mgx/2O2具有α—NaFeO2型层状结构.Zr和Mg掺杂以后,提高了LiNiO2的结构稳定,同时保证了电荷的平衡.由于Mg离子的半径和锂离子的半径接近,阻止了材料的结构上的塌陷,而Zr离子能够稳定结构,同时平衡电荷.其中LiNi0.96Zr0.02Mg0.02O2具有稳定的比容量保持在170mAh/g.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成

以共沉淀氢氧化物Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH·H2O为原料,采用流变相反应法(简称RPR法)在950℃煅烧15 h合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、充放电仪等设备测试了材料的结构和电化学性能,XRD表明,合成的材料具有良好的α-NaFeO2层状结构.     

化学共沉淀法合成锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的研究

采用共沉淀法合成了锂离子电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用TG/SDTA、XRD和SEM对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的成分、结构和形貌进行了表征。结果表明,在900℃下煅烧15h制得的材料结晶程度最佳,样品具有最大I（003）/I（104）强比值,层状结构特征最为突出。从单个颗粒来看,样品表面光滑,界面清晰,粒子呈类球状,粒径大约在0.5μm左右,分散较为均匀。另外,添加剂对粒子形貌具有一定的影响。     

化学共沉淀法合成锂离子电池LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2正极材料的研究

采用共沉淀法合成了锂离子电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用TG/SDTA、XRD和SEM对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的成分、结构和形貌进行了表征。结果表明,在900℃下煅烧15h制得的材料结晶程度最佳,样品具有最大I（003）/I（104）强比值,层状结构特征最为突出。从单个颗粒来看,样品表面光滑,界面清晰,粒子呈类球状,粒径大约在0.5μm左右,分散较为均匀。另外,添加剂对粒子形貌具有一定的影响。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究概况

本文综述了近几年来锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的研究进展,重点讨论了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的结构,制备方法和改性研究状况。     

不同原料对锂离子电池正极材料LiCoO_2的结构和性能的影响

在空气气氛下,采用高温固相法,用不同的锂源(Li2CO3、LiOH.H2O)和钴源(自制的-βCo(OH)2、CoOOH)分别合成了LiCoO2样品,通过XRD和电化学性能测试等方法,研究了不同原料对锂离子电池正极材料LiCoO2的结构和电化学性能的影响.结果表明:以LiOH.H2O为锂源,CoOOH为钴源,制备出的锂离子电池正极材料LiCoO2,其结构和电化学性能均较好.     

富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的微波合成及电化学性能研究

采用共沉淀制备前驱体,微波高温固相烧结制备富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2.通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描SEM、循环伏安(CV)、充放电性能等材料结构的表征和电化学性能测试,研究了不同烧结时间(微波3 min、5 min、7 min、15 min)对材料结构电化学性能的影响.发现较佳的合成条件所合成的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5 Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2结构是α-Na Fe O2型,为二维层状结构.在2.0~4.8 V的截止电压范围、17 m Ah·g-1的电流密度,首次放电容量为284.6 m Ah·g-1,20个循环容量的保有率为75.6%.通过微波高温烧结合成正极材料,研究了制备工艺对材料结构和电化学性能的影响,并探讨了该体系的应用前景.     

以PVDF为碳源的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2/C的电化学性能研究

以PVDF为碳源,采用溶胶凝胶法制备Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/C正极复合材料.利用X-射线衍射(XRD)、同步热分析、扫描电子显微镜(SEM)表征合成材料的结构,利用充放电测试、循环伏安及交流阻抗测试系统地研究了碳包覆对材料电化学性能的影响.研究表明,合成的材料具有a-Na Fe O2层状结构且碳均匀包覆在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2颗粒表面.相比于Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/C表现出更好的倍率性能和循环稳定性.电化学性能测试表明,碳表面修饰层增强了活性材料颗粒之间的电导性能,有效缓解电解液中HF对活性材料的腐蚀,降低电荷跃迁电阻(Rct),从而有效提高了材料的电化学性能.     

3DC-Ni3Si2O5(OH)4制备及其电化学性能研究

目的:合成3D C-Ni3Si2O5(OH)4电极材料,并对此合成材料的物理性质进行探究,通过电化学测试从中选出电化学性能最优的合成方法.方法:以煅烧天然芦苇叶得到的碳源(C-SiO2)结合Ni(CH3COO)2·4H2O,形成层状硅酸镍C-Ni3Si2O5(OH)4纳米颗粒作为电极材料,需要将其按照不同比例进行混合,将其编号为C-NiSi-1-5,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱和电化学测试等方法研究复此合材料的结构、形貌及超级电容性能.结果:测试结果表明,与C-SiO2结合并原位生成的层状硅酸镍具有较高的比表面积、多孔结构和出色的电化学性能.结论:编号为C-NiSi-3的电极材料在0.5 A/g电流密度下比电容为74.7 F/g,C-NiSi-3在10000次循环后具有97％ 的出色电容保持率.     

铈掺杂锰酸锂正极材料的制备及其对锂离子电池性能的影响

为了提高锰酸锂正极材料性能，设计了铈(Ce)掺杂的Li₂[Mn₍(1-x))Ce_x]O₃作为锂离子电池正极材料，研究了不同掺杂量(x=0,0.5%,1%,1.5%)的Li₂[Mn₍(1-x))Ce_x]O₃正极材料对锂离子电池性能的影响.结果表明：掺杂Ce不影响Li₂MnO₃的晶体类型和宏观形貌，可以增加Li₂MnO₃的反应活性，提高锂离子扩散系数.用Ce掺杂高容量的层状Li₂MnO₃作为锂离子电池的正极材料，当掺杂量x=0.5%时，首次充电容量最高，达到69.4 mAh/g，且稳定循环50圈.     

LiMn_(1.8-x)Co_(0.2)Cr_xO_4的合成和电化学性能

以柠檬酸作为螯合剂,通过溶胶-凝胶法合成尖晶石型锂离子电池正极材料LiMn1.8-xCo0.2CrxO4并用XRI和SEM表征其微结构,利用电化学测试考察材料的电化学性能.测试结果表明,所合成的材料具有完整的尖晶石结构,Cr3+的掺入并不会导致材料相结构的变化,说明Cr3+(d3)以替代形式进入尖晶石结构并替代八面体骨架中的Mn3+(d3).Cr3+对Mn位的掺杂使材料主体结构得到了稳定且具有很好的充放电平台.     

新型有机硅基离子塑晶材料作为固态电解质用于锂离子电池（英文）

目的:合成新型的有机硅基离子塑晶材料[DTMA][TFSI],测试材料的物理和电化学性能,研究其掺杂改性并作为固态电解质用于锂离子电池。创新点:1.合成新型的有机硅基离子型塑晶材料;2.将三元复合塑晶材料作为固态电解质在室温下用于锂离子电池。方法:1.通过热性能分析,得到材料的塑晶温度区间和融化熵值(图1和表1);2.通过电导率测试,确定塑晶掺杂对导电性能的影响(图2);3.通过对扣式电池的充放电性能、倍率性能、循环性能以及阻抗的测试(图4~7),得到塑晶复合物作为固态电解质的电化学性能以及电池循环的稳定性和可逆性。结论:1.合成新型有机硅基离子塑晶材料[DTMA][TFSI],塑晶温度区间为–26°C到54°C;2.在纯塑晶IPC中添加10% LiODFB和10%PC,得到复合物的电导率为1×10~(-4) S/cm,提高塑晶作为固态电解质在室温下应用的可行性;3.将复合物用于LiFePO_4/Li半电池测试,在C/20倍率下,电池的放电比容量为144 mA·h/g,库伦效率为99%。在50次循环后,容量保持率为94%;4.测试结果表明,新型有机硅基离子塑晶的复合物可作为固态电解质材料应用于锂离子电池,以及更高能量密度的锂-硫和锂-空电池。     

两种方法合成LiMn2O4锂电池电极材料比较研究

采用直接法和PMMA模板法分别成功制备出两种尖晶石型LiMn2O4纳米电极材料.ESEM分析显示直接法获得材料呈无孔结构,而模板法呈多孔结构,相同条件下多孔材料具有较高的比表面,预测是一种性能优异的锂离子电极材料.XRD分析显示,两种方法获得的锂锰氧化物均为尖晶石型LiMn2O4材料,为锂离子电池正极材料合成提供基础.     

锂离子电池5V正极材料LiCoPO4/C的合成与性能

采用高温固相法合成锂离子电池用LiCoPO4/C复合正极材料.通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的微观结构和表面形貌进行分析.电化学测试结果表明,在0.1 C倍率下,LiCoPO4/C首次放电容量达到75 mAh·g-1,50次循环容量保持92%.     

新型锂离子正极材料Li_2Ru_(0.5)Co_(0.5)O_3的结构及其电化学性能

利用高温固相反应法制备了新型锂离子电池正极材料Li2Ru0.5Co0.5O3.通过X射线衍射技术和电化学性能测试对Li_2Ru_(0.5)Co_(0.5)O_3的微观结构及其电化学性能进行了表征.研究结果表明,该新材料为六方层状结构,空间群为R-3M;电化学性能测试表明,该材料具有良好的比容量和循环性能,在电压范围2.5V～4.8V内,以16mA/g的电流密度,其初始充电比容量达240mAh/g,初始放电比容量为175mAh/g,40次循环后容量保持率为78%.     

锂离子电池正极材料LiCoO2的新制备研究

通过自制的连续式反应器,采用湿法合成,制备出前驱体CoOOH,与LiOH·H2O混合研磨压块煅烧,制备出锂离子电池正极材料LiCoO2,通过差热-热重、X射线衍射、扫描电镜、红外光谱对材料的结构进行了研究.微电极循环伏安测试表明:合成的材料具有良好的电化学性能.     

纳米尺寸锂离子电池正极材料LiFePO4/C合成与电性能研究

本文采用流变相法合成纳米尺寸锂离子电池正极材料LiFePO4/C,并用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(SEM),热分析(TG-DSC)以及恒流充放电测试等方法进行结构和电化学性能表征。结果表明此方法合成的LiFePO4/C复合材料的粒径为50nm,表层的碳膜厚度为1～2nm,具有较好的振实密度,在充放电循环过程中有稳定的充放电平台和较高的循环稳定性以及良好的高倍率性能。     

葡萄糖为碳源包覆碳对LiFePO4性能的影响

当前锂离子电池的的普遍应用,使人们对锂离子电池的正极材料非常关注,而磷酸亚铁锂作为正极材料有很多优点如无毒性,对环境友好,原材料来源丰富,比容量高,循环性能好等,但电子导电率较低和锂离子迁移速率较低的缺点,成为其商业化的难题之一。以葡萄糖为C源对材料进行掺杂及包覆,用XRD、恒流充放电研究了材料的结构和电化学性能。结果表明包覆后的材料的橄榄石型晶体结构不会变化,并且电化学性能有明显的提高。     

水热合成Fe2O3/石墨烯纳米复合材料及其电化学性能研究

利用水热法成功合成了Fe2O3/石墨烯(RGO)锂离子电池负极材料.导电性能良好的石墨烯网络起到连接导电性能极差的Fe2O3和集流体的作用.电化学性能测试表明,180℃下得到的Fe2O3/RGO具有良好的比容量和循环稳定性.在不同倍率充放电过程中,初始放电比容量为1023.6mAh/g(电流密度为40mA/g),电流密度增加到800mA/g时,放电比容量维持在406.6mAh/g,大于石墨的理论放电比容量～372mAh/g.在其他较高的电流密度下比容量均保持基本不变.该Fe2O3/RGO有望成为高容量、低成本、低毒性的新一代锂离子电池负极材料.     

碳掺杂TiO_2可见光光催化剂的制备及可见光光催化性能

以乙二胺和钛酸四丁酯作为原料,采用改进的溶胶-凝胶法合成了碳掺杂TiO2可见光响应的光催化材料.以XRD、TEM、XPS、UV-vis等手段对样品进行了表征.结果表明：碳掺杂可以阻止样品由锐钛矿相向金红石相的转变,同时还可以抑制晶粒的生长.碳取代晶格中氧原子形成Ti—C键和O—Ti—C键,它能改变TiO2的能带结构,诱导可见光响应,还可提供新的活性点;碳掺杂400℃煅烧的样品具有较强的可见光响应.可见光下降解亚甲基蓝（MB）的结果表明：乙二胺加入1 mL,煅烧温度400℃时的样品具有最高的可见光光催化活性.