【摘 要】
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采用高温固相法合成了掺杂改性的锂离子电池用尖晶石型正极材料LiMn2-xMxO4(M=Co,La;0.01≤x≤0.10),通过研磨和筛分得到了不同粒径的粉末材料.采用X射线衍射仪、激光粒径测试仪、比表面积测试仅、振实密度测试仪对材料的晶体结构、粒径分布、比表面积和振实密度进行表征,并采用恒电流充放电测试分析粒径对正极材料充放电容量和循环性能的影响.研究结果表明同种粉末材料在不同的粒径范围内性能不
【机 构】
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天津大学,化工学院,天津,300072 天津大学,化工学院,天津,300072;河北工程学院,城建
【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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采用高温固相法合成了掺杂改性的锂离子电池用尖晶石型正极材料LiMn2-xMxO4(M=Co,La;0.01≤x≤0.10),通过研磨和筛分得到了不同粒径的粉末材料.采用X射线衍射仪、激光粒径测试仪、比表面积测试仅、振实密度测试仪对材料的晶体结构、粒径分布、比表面积和振实密度进行表征,并采用恒电流充放电测试分析粒径对正极材料充放电容量和循环性能的影响.研究结果表明同种粉末材料在不同的粒径范围内性能不相同,其中平均粒径在8～17μm范围内的LiMn2-xMxO4材料性能最优,首次放电容量为122.6～123.9mA·h/g,循环50次后容量仍然保持在114.9～116.9mA·h/g.
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全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)具有循环寿命长、能量转换效率高、正负极电解液无交叉污染等特点,该电池通过串、并联组成的电堆可广泛应用于太阳能和风能发电的贮能设备、应急电源系统(UPS)、电站贮能和电力系统的削峰填谷、负载调平等方面[1～3].因此,目前该电池体系得到了越来越多的重视.钒电池的电极主要分为金属类电极和复合型碳电极.由于金属(如金、铅、钛、钛基铂等)电极的电化学可逆性差,而且在V(Ⅳ
二次锂离子电池的过充电保护在军事和商业化应用上是非常重要的,过度充电会导致溶剂分解,电池的燃烧或爆炸.为防止锂离子电池过充,目前传统的方法是在电池的安全帽内安装PTC[1]聚合物开关、电流中断装置、防爆安全阀或通过外加专用的过充保护电路(通过监测电池的电压并反馈给充电器来中断电池的过充)来实现.虽然上述方法都有一定效果,但增加了电池的成本与复杂性,并且不能彻底解决过充造成的安全性问题.因此建立一种
为提高LiFePO4的充放电性能,用Ni2+对LiFePO4进行掺杂.采用电化学方法测量了Li1-xNixFePO4的充放电性能,用X射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构.固相反应可制备单相Li1-xNixFePO4(x=0.00、0.01、0.02、0.03、0.05和0.07,摩尔分数).研究表明:少量镍离子掺杂能有效地提高LiFePO4的比容量和循环性能,其中Li0.9
使用高铁酸钾和硝酸钡溶液直接合成得到高铁酸钡.以高铁酸钡为正极材料,二硼化钛为负极材料,碱性氢氧化钾溶液为电解质构成了一次性碱性电池.理论上高铁酸钡和二硼化钛有3个电子和6个电子参加电化学反应,分别具有313和2314mA·h/g的比容量.此电池体系具有多电子反应的特征.研究了这一电池体系在不同浓度电解质下的电化学性能.并使用交流阻抗谱,循环伏安测试研究和探讨了高铁酸钡/二硼化钛放电不完全的原因.
车用动力电池的发展与产业化,不仅要求极板材料具有极低的成本,而且要求其具有良好的耐大电流充放电性能,目前市售的发泡镍、冲孔镀镍钢带、铜箔、铝箔等极板材料均不能完全满足这些要求.本研究为锂离子、镍氢等二次电池开发了一种具有优异性价比的极板材料及其产业化技术.选择最廉价的金属超薄板材为原料,对其进行结构改性和表面改性,在保证其力学性能的前提下,提高其填充性和电化学性能,克服现有发泡镍、铜箔、铝箔等极板
通过高温固相反应合成LiM0.1Mn1.9O4(M=Co,Cr,Al,Ti),采用充放电测试、XRD、SEM研究煅烧条件对所制备产物结构、粒度及电化学性能的影响.结果表明:当煅烧温度超过820℃,LiMn2O4发生热分解反应失去氧,导致电化学性能恶化.掺杂Co3+、Cr3+、Al3+离子,对高温分解反应有抑制作用,在相对较高的温度(820～850℃)与较短的时间(24h)内,可制备出较优电化学性能
通过球磨和研磨2种方法高温固相反应制备了锂离子二次电池正极材料LiVPO4F,用扫描电子显微镜、X射线衍射对其进行表征.LiVPO4F属于三斜晶系.在0.2C倍率下充放电,研磨得到的正极材料LiVPO4F第一次放电容量为123.1mA·h/g,球磨后得到的正极材料LiVPO4F放电容量为116.5mA·h/g,但循环50次后,球磨后得到的LiVPO4F的放电容量达到98.9mA·h/g,衰减比较慢
通过聚苯胺的氯代和硫代制备了新型正极材料多硫代聚苯胺.采用红外光谱、拉曼光谱、热分析、元素分析、差热分析等多种测试手段对合成产物进行了结构表征,结果表明:合成物为以聚苯胺为骨架、储能的S-S键作为侧链连接在聚苯胺骨架上的新型正极材料.以多硫代聚苯胺作为锂电池正极活性物质,进行充放电测试和循环伏安测试,结果表明该材料的首放比容量达到了938mA·h/g,20次循环后容量还能保持在302mA·h/g.
锂离子电池因其优越的电化学性能、高比容量、长循环寿命、高能量密度以及放电电压高、体积小、环保绿色等特性在过去的十年内得到了迅猛发展.作为锂离子电池重要组成部分的正极材料也成为当前该领域研究的热点之一.尽管目前商业化的正极材料仍然以层状钴酸锂为主导,Li-Mn-O、Li-Ni-O、Li-V-O、Li-Ti-O和磷酸铁(锂)盐等五大体系正极材料的开发研究也均已取得了较大突破,如尖晶石型LiMn2O4正
锂离子电池具有高能量密度、优良的循环性能等优点,被认为是理想的高容量大功率电池,广泛用于便携式电器、军事装备等领域,也可作用电动汽车和混合电动汽车的动力电池.目前锂离子电池的正极材料主要有层状LiMO2(M=Co、Ni、Mn)和尖晶石LiMn2O4,这些材料由于价格、安全性和电化学性能等原因,在高容量电池中的应用受到限制[1].廉价橄榄石型LiFePO4具有较高的电位(相对于Li/Li+为3.4V