【摘 要】
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锂离子电池负极材料的比容量较高,而限制锂离子二次电池比容量提高的是正极材料.目前,以磷酸根聚合阴离子为基础的正极材料[1-4]已经成为研究热点之一,它能够产生比较高的氧化还原电位,同时锂离子扩散的通道大,能够很好地嵌入或脱嵌锂.这主要是由于磷酸根离子的加入,替代了氧离子从而使化合物的三维结构发生了变化,使其具有很好的电化学和热力学稳定性和比较高的比容量[5-7].2002年,J.Barker开发出
【机 构】
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南开大学新能源材料化学研究所 南开大学化学学院,天津,300071
【出 处】
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2005中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会
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锂离子电池负极材料的比容量较高,而限制锂离子二次电池比容量提高的是正极材料.目前,以磷酸根聚合阴离子为基础的正极材料[1-4]已经成为研究热点之一,它能够产生比较高的氧化还原电位,同时锂离子扩散的通道大,能够很好地嵌入或脱嵌锂.这主要是由于磷酸根离子的加入,替代了氧离子从而使化合物的三维结构发生了变化,使其具有很好的电化学和热力学稳定性和比较高的比容量[5-7].2002年,J.Barker开发出第一个作为锂离子二次电池正极材料的氟磷酸化合物LiVPO4F[8-10].LiVPO4F属于三斜晶系,其结构包括一个三维结构的框架,建立在磷酸四面体和氧氟次格子里,在这个结构中,有两个结晶位置锂离子可以嵌入.根据文献报道[8],LiVPO4F在0.2C倍率下充放电,首次放电容量为114mAh/g;在0.1C倍率下充放电,循环40次后放电容量为80mAh/g.本文通过高温固相两步反应合成了掺Al的锂离子电池正极材料LiV1-xAlxPO4F,并讨论了Al对正极材料LiVPO4F结构和电化学性质的影响.
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锂离子电池的研究始于20世纪80年代,90年代由索尼公司推出了第一代锂离子电池,锂离子电池开始实现商业化,并大量应用在移动电话、摄像机、笔记本电脑上.锂离子电池正极材料的选择需要注意(1)对于锂离子的反复嵌入和嵌出要有结构的稳定性,即单位晶胞参数只发生很小的变化,确保良好的可逆性;(2)比能量高,循环性能好,易制备,成本低.锂离子电池的容量最终是由正极材料控制,所以选择合适的正极材料显得尤为重要.
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随着能源的日趋缺乏和生态环境的日益恶化,电动交通工具取代内燃机是必然的选择.尖晶石锰酸锂具有对环境友好、价格低廉、工作电压高等优点而被认为是锂离子动力电池的首选正极材料.为了改善和提高尖晶石锰酸锂的循环性能,科研人员采用了一系列的掺杂和表面改性的研究,取得了一些进展.本试验在对锰酸锂进行多元掺杂改性的基础上研究了粒径对其电化学性能的影响.
本文探讨了锂离子电池高密度球形系列正极材料。锂离子电池的问世已将近20年,目前占统治地位的仍是以钴酸锂(LiCoO2)为正极材料的锂离子电池.正极材料是锂离子电池的重要组成部分,正极材料性能在很大程度上决定了电池的综合性能.正极材料研究和性能改进是锂离子电池发展的核心之一.锂离子电池不断向高能量密度的方向发展,即要求一定体积的电池储存更多的电能,或要求储存一定电能的电池体积更小,以满足各种用电设备
氧化锡因具有比现用石墨材料高出二倍以上充放电容量,极有希望成为下一代锂离子电池负极材料.本研究打破传统的介质分散模式,采用溶胶-凝胶-模板方法(SGT),制备具有开放孔与纳米复合结构的氧化锡基材料.这种结构使氧化锡材料在作为锂离子充电电池负极材料使用时,电解液可进入微孔隙,Li+从空隙内直接向纳米柱状微电极充放电,其巨大的内反应表面和较短的扩散路程,致使电极获得接近可逆容量理论值781mAh/g,
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