关键词： 磷酸铁锂   正极材料   合成   碳包覆  

摘要： 以葡萄糖为碳源,利用高温固相法合成了橄榄石型LiFePO4/C。XRD结果表明葡萄糖的加入并没有改变LiFePO4的结构。SEM观察到C的包覆可以有效抑制颗粒的长大,且使颗粒形状更为规则。以合成材料为正极的锂离子电池的充放电测试结果表明,在0.1C的电流密度下,样品3#的首次充放电容量达到157.5 mAh.g-1,第三次容量达到164.9 mAh.g-1,接近理论容量,经过10次循环后,仍保持在161.7 mAh.g-1,循环性能稳定。循环伏安特性表明,在循环过程中,锂离子插入和脱出具有单一的可逆机制。

关键词： 磷酸铁锂   一氧化碳还原   高温原位XRD   Li3Fe2(PO4)3   机理   动力学  

摘要： 由CO还原FePO4和LiOH前驱体合成LiFePO4正极材料,应用XRD、SEM表征材料结构和形貌、充放电曲线测试电化学性能.结果表明,LiOH过量5%合成的LiFePO4样品颗粒度约200 nm,包覆碳后LiFePO4电极0.1C放电容量可达158 mAh/g.高温现场XRD对该合成反应作实时监控,借助时间分辨图谱分析,检测出Li3Fe2(PO4)3中间物.动力学研究表明成核与生长是该合成过程的速控步骤,反应活化能为89.44 kJ/mol.

关键词： 宽带无线通信系统   资讯   三维显示   资源共享   动力电池   正极材料   磷酸铁锂   集成开发  

摘要： “真三维显示关键技术及系统研究”通过可行性论证；“超宽带无线通信系统研发与应用示范”通过可行性论证；“频谱资源共享无线通信系统”通过可行性论证；采用磷酸铁锂正极材料的动力电池首次应用于奥运大巴；“X121轿车集成开发先进技术”

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   水热模板法  

摘要： 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.

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   三氧化二铁   碳热还原法  

摘要： 以Fe_2O_3为铁源,以葡萄糖为碳添加剂,利用碳热还原法成功地制备了LiFePO_4/C复合材料。研究了不同焙烧温度对样品性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜和碳硫(质量分数)分析方法对所得样品的晶体结构、表面形貌、含碳量进行分析研究。研究结果表明,样品中碳含量(质量分数)为10%的LiFePO_4/C复合材料为单一的橄榄石型晶体结构,碳的加入使LiFePO_4颗粒粒径减小。碳分散于晶体颗粒之间,增强了颗粒之间的导电性。电化学性能测试结果表明,LiFePO_4/C充放电性能和循环性能都得到显著改善。其中,碳含量为10%在700℃下焙烧8h合成出的样品电化学性能最佳,在0.1、0.5和1C倍率下放电,LiFePO_4/C首次放电比容量达159.3、137.0、130.6mAh/g,充放电循环30次,容量只衰减了2.2%、5.3%、7.6%。其表现出良好的循环性能。

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   正极材料   一氧化碳还原   高温原位XRD   反应动力学  

摘要： 随着新能源的开发利用和电子信息技术的迅速发展，人们对便携式能源的需求急剧增长，对锂离子二次电池的性能要求也越来越高。作为锂离子电池正极材料的橄榄石型LiFePO4具有高比容量、平稳的放电平台(3.4V ***+/Li)、良好的循环稳定性和热稳定性、价格低廉和环境友好等优点，有望制成高功率型电池应用于电动车。由于LiFePO4的制备工艺对其材料性能有很大的影响，因此深入研究制备过程的反应机理和动力学有助于使制备过程更加可控，更好地应用于工业生产。\n 本文首次采用一氧化碳气体还原三价铁前驱体的方法，制备出性能良好的磷酸铁锂正极材料，通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征方法考察了材料的结构特征、颗粒形貌和电化学性能等，用高温原位XRD方法对该合成反应的机理和动力学过程进行了初步探索。主要研究结果如下：\n 1．由CO还原FePO4和LiOH前驱体制备LiFePO4正极材料，对烧结温度和包碳方式进行了优化。实验结果表明550℃下合成的纯LiFePO4经过600℃包碳处理2小时得到的正极材料具有最好的电化学性能。还考察了不同LiOH和FePO4初始比例对LiFePO4材料的结构、形貌和电化学性能的影响，发现前驱体中适度过量的LiOH可有效地抑制高温煅烧过程中的锂损失，而不改变LiFePO4稳定的晶相结构，因此合成时应适当提高前驱体中的锂盐比例。其中前驱体过量5％LiOH合成的LiFePO4材料颗粒较小约200nm，电化学性能最佳，包碳后0.1C放电容量可达158mAh/g，且具有较好的倍率性能和循环性能。\n 2．采用高温原位XRD的方法对该合成反应进行实时监控，通过对时间分辨图谱中各物相XRD特征峰变化的分析，检测到中间产物Li3Fe2(PO4)3。由此可推测该合成反应可能分两步进行，即LiOH和FePO4先生成Li3Fe2(PO4)3，而后CO再还原该中间体而得到最终产物LiFePO4。同时将反应分数和产物的XRD特征峰峰面积相关联，研究其动力学行为。动力学方程的拟合结果表明，在我们所研究的反应体系中，成核与生长过程是合成反应的速控步骤，反应活化能为89.44kJ/mol．

关键词： 锂离子电池   水热合成   反应条件   微观形貌  

摘要： 以氢氧化锂、硫酸亚铁、磷酸为原料,采用水热法合成磷酸铁锂。研究了表面活性剂,加料温度、降温速度对产物形貌及性能的影响。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度仪、恒流充放电测试表征材料的性能。结果表明:表面活性剂选择CTAB,40℃加料,降温速度选择5℃.min-1,可以得到平均粒径为1.5μm的粉体,在30℃的环境温度下,材料0.2C、1C和5C首次充放电比容量分别为157、152和136mAh.g-1,经过35次5C倍率充放电循环后,比容量无衰减。

关键词： 锂离子电池   正极材料   磷酸铁锂   制备方法   金属离子掺杂   电化学性能  

摘要： 锂离子电池自上世纪九十年代初问世以来，因其高能密度，良好的循环性能而被广泛用于手机电池、相机和笔记本电脑等移动设备。正极材料是制约锂离子电池性能的重要因素。橄榄石型结构的LiFePO4作为一种新型的锂离子电池正极材料，具有原材料丰富、能量密度高、性能稳定、对环境友好等优点，近年来引起了广泛的关注，被认为是动力型锂离子电池的理想正极材料。然而由于晶体结构的固有限制，LiFePO4具有极低的电子导电率，这已成为限制其应用的最大障碍。\n 目前改善LiFePO4导电性的研究主要集中在碳包覆及金属或金属离子掺杂两方面。高价金属离子掺杂，可以造成了LiFePO4晶格中Li和Fe的缺陷，从而在FeO6次层形成Fe2+/Fe3+共存的混合价态结构，有效的提高了LiFePO4的导电性能，提高了LiFePO4的实际比容量。同时，由于数量很少，所以掺杂离子基本不影响LiFePO4的晶体结构和其它物理特征。因此，金属离子掺杂是一种很有前景的提高LiFePO4电化学性能的改性方法。\n 本文针对电子导电率低这一问题进行了探讨，采用高温固相反应法制备了金属离子掺杂的一系列LiFePO4化合物。并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜((SEM)、热分析(TG—DSC)和红外光谱(IR)分析以及电化学测试等手段对材料的结构和性能进行了表征分析和电化学性能测试。得到如下主要结论：\n 1.使用高温固相反应法，采用两段烧成制度，将合成温度控制在700℃可以制备出单一相的LiFePO4，其比容量可以达到127mAh·g-1。采用合成前掺碳制备复合材料，可以有效提高材料的电化学性能。对掺杂碳源的研究发现，使用葡萄糖作为碳源制得的材料综合性能最优，当采用0.1C放电时比容量为141mAh·g-1，且循环性能良好。\n 2.单金属离子掺杂研究表明，少量Mn、V及Mg的加入没有影响到LiFePO4的晶体结构，但明显改善了材料的电化学性能。掺杂后，材料的极化程度有所下降，电阻有所减小。当采用0.1C放电时，LiFe0.8Mn0.2PO4材料的比容量为150mAh·g-1，Li0.9sMg0.02FePO4/C材料的比容量为165mAh·g-1，Li0.98V0.02FePO4/C材料的比容量为160mAh·g-1，且循环性能良好。\n 3.双金属离子掺杂研究表明，少量V和Cr的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构，V和Cr的掺杂明显改善了LiFePO4材料的比容量和循环性能。其中，掺杂量为x=0.01，y=0.02的Li1-xVxCryFe1-yPO4/C材料电化学性能最好，首次放电容量为163.8mAh·g-1，30个循环后仍有161.9mAh·g-1，保持了原有电容量的99.8％。\n 4.对合成样品形貌与粒径的分析结果表明，合成材料的颗粒大小不均匀，有少量大颗粒存在，粒径约2～4μm，分散性良好。

关键词： 磷酸盐   文摘   磷酸亚铁锂   溶剂热合成   结晶介稳区   磷酸二氢钾   动力电池   磷酸铁锂  

摘要： 溶剂热合成磷酸亚铁锂的研究;新型磷酸铁锂动力电池;

关键词： LiFePO   复合正极材料   制备   磷酸铁锂   关键词   放电   倍率   粒度分布   颗粒   包覆法   液相   碳包覆   水化   物相结构   无定形碳   合成产物   橄榄石   磷酸亚铁锂   包覆方法   学性能  

摘要： 橄榄石结构的LiFePO4正极材料具有高安全性、无毒、廉价等优点，是一种极具发展潜力的锂离子电池正极材料。本文以(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、LiOH·H2O和H3PO4为原料，采用低温共沉淀法制备LiFePO4前驱体，并对其进行后续热处理，合成LiFePO4正极材料。 研究了共沉淀合成LiFePO4前驱体的化学原理。研究结果表明，共沉淀法合成的LiFePO4前驱体中，含有无定型的LiFePO4。Fe3(PO4)2·8H2O、Li3PO4·2H2O、Li2SO4和(NH4)2SO4等几种化合物。在共沉淀过程中，发生如下反应: (NH4)2Fe(SO4)2+3LiOH+H3PO4=Li2SO4+(NH4)2SO4+1/3 Fe3(PO4)2↓+1/3Li3PO4↓ H3PO4+Li++3OH-+Fe2+=LiFePO4↓十3H2O研究了洗涤条件对于合成LiFePO4正极材料得影响。研究结果表明，用饱和的Li3PO4溶液洗涤前驱体，能有效的抑制前驱体中Li3PO4的溶解电离，减少锂离子的溶解损失。 研究了焙烧温度、时间、升温速率对合成材料电化学性能的影响。结果表明，700℃下热处理15小时后的样品，晶型完整，产物的粒径较小，具有相对较高的比容量。 在此基础上，针对LiFePO4正极材料电导率低，Li+扩散速率低的缺点，研究了不同碳源和不同的掺碳方法对于LiFePO4正极材料电化学性能的影响。结果表明，1)不同碳包覆方法合成的磷酸亚铁锂正极材料，均为橄榄石型磷酸亚铁锂结构;在合成产物过程中加入碳水化合物或无定形碳并不会对产物的物相结构产生影响。2)以碳水化合物为碳源，合成LiFePO4/C正极材料，材料的电化学性能要好于以无定形碳为碳源合成的材料的电化学性能。3)在所尝试的碳包覆方法中，液相碳包覆法合成的磷酸亚铁锂正极材料颗粒最小，粒度分布最为集中，所得产物的电化学性能最佳，在0.1C倍率下，首次放电比容量达到了152mAh·g-1。