高压LiCoPO_4正极材料的制备及电化学性能改善研究

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高压下LiFePO4 相变行为及动力学特性的研究

高压下LiFePO4 相变行为及动力学特性的研究高压下LiFePO4 相变行为及动力学特性的研究LiFePO4材料是一种重要的锂离子电池正极材料，其具有高的化学稳定性、低成本和循环寿命长等优点。

近年来，随着科学技术的不断进步，人们对于LiFePO4材料的研究越来越深入。

特别是在高压下，LiFePO4的相变行为以及动力学特性成为了研究热点，目的是为了进一步探究其电化学性能及应用可能。

在高压下，LiFePO4材料的相变行为与压力、温度、物质结构等因素密切相关。

研究显示，LiFePO4材料的晶体结构为正交晶系，属于Cmca空间群。

在高压下，晶体结构发生相变，主要包括两种类型：一种是由正交晶系相转变为体心立方相；另一种是由正交晶系相转变为六方相。

这些相变的机理与电极材料的应力状态、能量变化等因素密切相关。

因此，研究高压下LiFePO4的相变行为及其机理对于提高电极材料的性能具有重要的意义。

除了相变行为外，LiFePO4材料的动力学特性也是研究的热点。

高压下，LiFePO4的电荷传输机制与低压下不同。

在低压下，电荷传输主要通过铁离子的扩散实现；而在高压下，电荷传输的主要途径是通过锂离子的扩散。

特别是在高压下，如何提高锂离子的扩散速率成为了研究的热点之一。

研究表明，提高电极材料的导电性能、缩短电荷传输路径、优化电极结构等方法可以有效改善锂离子的扩散动力学特性。

此外，还有一些其他因素也会影响高压下LiFePO4的电化学性能。

例如，钴、镍等掺杂元素的作用；不同介质中的电化学性能差异等。

研究这些因素对于制备高性能的LiFePO4材料以及优化锂离子电池的性能具有重要意义。

总之，高压下LiFePO4的相变行为及动力学特性研究是锂离子电池领域的重要研究课题。

在未来的研究中，应注重对材料的结构优化、导电材料的应用、锂离子扩散的提速等方面的研究，以进一步提高LiFePO4电极材料的性能。

随着锂离子电池的广泛应用，高性能的正极材料对于提高锂离子电池的性能至关重要。

研究课题锂离子电池正极材料LiFePO4C的制备与电化学

四、锂含量对正极材料LiFePO4/C电化学性能的影响原材料在经过高温处理的过程中，可能会造成锂的损失，降低了锂的含量，同时引起了杂质的生成，而过多的锂将会给产物带来含锂的杂质，因此分别按照计量锂量的97 %、100 %、103 %、106 %制备了含碳的LiFePO4，并对其在C/10倍率下充放电的电化学性能进行了研究。由实验得出锂含量对材料放电容量的影响，随着锂含量增加至100 %，材料具有最大的放电容量。而当锂含量超过100 %时，材料的放电容量随着锂含量的增大而减小。得出最佳锂含量为100 %，同时说明了在材料烧结过程中，锂几乎没有损失。
03
完成前期的数据整理和图谱的分析，做好前期的论文发表工作。
02
初步确定金属离子的最佳掺杂量和影响正极材料性能的因素。
01
正极材料Li1-5xVxFePO4/C的制备和充放电测试及性能表征。
04
通过系列实验，提供下阶段进度报告一份。
五、下一阶段计划
谢谢各位老师及同学的观看并提出宝贵意见
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研究课题：锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备与电化学性能研究
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研究最佳的实验条件——时间和温度的研究
演讲人姓名
CH3COOLi ·2H2O ( AR) 、Fe2O3 ( AR) 和NH4H2PO4 (AR)按一定物质的量比混合，并加入蔗糖(AR) (其中碳占产物质量的20 %)，将适量无水乙醇(加乙醇是为了使混合物分散的更均匀)加入混合样中研磨均匀，干燥后置于井式炉中，在流动氮气气氛下于300 ℃恒温下加热5 h，使其充分分解，冷却，研磨。在一定的温度下烧结，最终制的样品。

稀土元素La掺杂材料LiCoPO_4的性能研究

中图分类号：Ｍ９１Ｔ１文献标识码：Ａ文章编号：２３— ０９２１）３— １８— ３０５６９（０１００００
ＲｅｅｒｈｏｅｔｏｈｍｉａｒｏｍａｃｆｓａｃｎＥｌｃｒｃｅｃｌＰｅｆｒｎｅｏＬａｄｐｄＬｉＰＯ￣．ｏｅＣｏ
ＡｂｔａｔｈａｈｄｔｒｌｏｉｏＯｏｅｉａｅｅｒｌｍｅｔＬ “ ｗａｙｔｅｉｅｙｓｌｇｌｍｅｈｄｈｓｒｃ：ＴｅｃｔｏｅｍａｅａｆＬＣＰ４ｄｐｄｗｔｒＦａｔｅｅｎａｉｈｈｓｓｎｈｓｚｄｂｏ — ｅｔｏ．Ｔｅ
电子恒速搅拌器：Ｓ２—２Ｘ射线衍射仪：ｒｋＧ１；Ｂｕ－
电压４Ｖ，０ｋ电流４Ａ，０ｍ扫描范围ｌ。～０；０７。环境扫描电镜：ｕｎａ２０；级恒温器：０；温箱形电炉：Ｑａｔ０Ｆ超５１高Ｓ２— Ｘ４—１；空干燥箱：Ｚ０真ＤＦ一６５；式电动压片００台机：Ｙ一０电池程控测试仪：ＣＴ一２Ｄ。Ｄ２；ＰＢ３Ｄ—
影响锂离子电池正极材料ＬＣＰ发展的最大因ｉｏＯ
１２实验仪器和设备．
素是材料的导电性能差，高倍率充放电时放电比容在
量低，主要原因是ＬＣＰ的电子导电率较低，ｉｏＯ因此必须改善材料的导电性。目前改善导电性主要有两种方
．

正极材料LiFePO_4电化学性能的改善及机制

ＰＯ４的导电性能的国内外最新研究进展，可望对ＬｉＦｅＰＯ４作为锂离子蓄电池材料的研究和应用开发起到一定的指导作用。
１ＬｉＦｅＰＯ４的结构特点
一般来说，ＬｉＦｅＰＯ４具有规整的橄榄石型结构［３］，如图１所示，氧原子以稍微扭曲的六方紧密堆积方式排列，Ｆｅ和Ｌｉ各自处于氧原子八面体的４ｃ位和４ａ位，形成ＦｅＯ６八面体
Ｄｏｅｆｆ等［７］则考察了表面碳层的结构对ＬｉＦｅＰＯ４性能的影响，其研究结果表明，ｓｐ２配位的碳电导率大于ｓｐ３配位和无序化碳的电导率，因此形成包覆层的碳中ｓｐ２／ｓｐ３比例越高，ＬｉＦｅＰＯ４的电化学性能就越好。最近，该实验室又通过ｓｏｌ－ｇｅｌ法对包覆碳进行了优化，其前驱体首先在５００ ℃烧结，然后加入溶于丙酮溶液的ＰＡ（苯均四酸）和充当石墨化催化剂的二茂铁，再在６００ ℃下烧结１０ｈ。所得碳的组织结构得到了很大的改善，该电极材料的高倍率性能也得到了很大的改善。由表１可知，不同的合成方法，不同的碳源，导致碳包覆的形貌和结构不同，碳和ＬｉＦｅＰＯ４的接触强弱也不同，使得合成的ＬｉＦｅＰＯ４达到最佳电化学性能所需要的碳含量也就不同。

锂离子电池正极材料LiMPO4的研究进展

第１６卷第４期２００４年７月化学进展ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＣＨＥＭＩＳ豫ＹＶ０１．１６Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ，２００４锂离子电池正极材料ＬｉＭＰ０４的研究进展倪江锋苏光耀。

（湘潭大学化学学院湘潭４１１１０５）周恒辉＋陈继涛（北京大学化学与分子工程学院北京１００８７１）摘要综述了近年来有关ｕＭＰＯ。

（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、ｃｏ、Ｖ）系列材料的合成与性能研究的进展，重点讨论了ｕＦｅＰ０。

材料改性的最新研究成果，分析了该类材料今后可能的发展趋势。

关键词磷酸铁锂橄榄石结构正极材料锂离子电池中图分类号：０６４６．５４；ＴＭ９１ｌ文献标识码：Ａ文章编号：１００５．２８１ｘ（２００４）０４—０５５４．０７ＳｔｕｄｙｏｆＬｉＭＰ０４嬲ＣａｔｈｏｄｅＭａｔｅｒｉａｌｆｏｒＬｉｔｌｌｉ岫ＩｏｎＢａｔｔｅｒｉｅｓＭ五。

啦昭ｓｕ‰州’（Ｃ０１ｌｅｇｅｏｆＣｈｅＩｌｌｉｓｔｒｙ，ｘｉａｎ殍ａｌｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ殍锄４１１１０５，Ｃｈｉｎａ）ｚ幻ｕ胁，劬ｕｉ’Ｃ‰ｎ五ｔ∞（Ｃ０１ｌｅｇｅ０ｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭ０ｌｅｃｕｌａｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｎｅｗｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒＬｉ—ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ，ｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｉｓｉｎｔｍｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｍｇｒｅｓｓｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎＬｉＦｅＰ０４ｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ帅ｄｔｈｅｏｔｈｅｒＵＭＰ０４（Ｍ＝Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ）ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓａＩ℃ｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．７１１１ｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐＩＤｓｐｅｃｔｓｏｆＬｉＭＰ０４ａＩ℃ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＫＰｙｗｏｒｄｓｌｉｔｈｉｕｍｉｒｏｎｐｈｏｓｐｈａｔｅ；ｏｌｉ“ｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ；１ｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ新能源的不断开发是人类社会可持续发展的重要基础。

锂离子电池正极材料LiFePO_4的结构和电化学反应机理

锂离子电池正极材料LiFePO 4的结构和电化学反应机理王连亮1,2　马培华1　李法强1　诸葛芹1(1中国科学院青海盐湖研究所　西宁　810008;　2中国科学院研究生院　北京　100039)青海省重点科技攻关项目(20062G 2168)资助2007204212收稿,2007208202接受摘　要　十年来的研究并没有对LiFePO 4的电化学反应机理形成准确一致的认识。

复合阴离子(PO 4)3-的应用使铁基化合物成为一种非常理想的锂离子电池正极备选材料。

然而,LiFePO 4的晶体结构却限制了其电导性与锂离子扩散性能,从而使材料的电化学性能下降。

本文主要考虑充放电机理、相态转变、离子掺杂、锂离子扩散、电导、电解液、充放电动力学等因素的影响,从理论与实验角度综述了关于LiFePO 4的电化学反应机理的研究进展。

关键词　LiFePO 4　机理　影响因素　正极材料　锂离子电池The Structure and E lectrochemical Mechanism of LiFePO 4as C athodeof Lithium Ion B atteryWang Lianliang1,2,Ma Peihua 1,Li Faqiang 1,Zhu G eqin 1(1Qinghai Institute of Salt Lakes ,Chinese Academy of Science ,X ining 810008;2G raduate School of Chinese Academy of Science ,Beijing 100039)Abstract The electrochemical mechanism of LiFePO 4as cathode material for lithium ion batteries during charging anddischarging is still under debate after ten years of research.The use of polyanion ,(PO 4)3-,makes it possible for iron 2based compound to be one of the potential promising cathode material for lithium ion batteries.H owever ,the interior structure of LiFePO 4determines the diffusion of electrons and lithium ions ,and therefore deteriorate its electrochemical performance.From theoretical part and the aspect of practices of experiment ,inner reactions during the processes of charging Πdischarging ,phases transition ,ion 2doping ,diffusion of lithium ions ,conductivity ,interactions between cathode material and electrolytes and the electrochemical kinetic of LiFePO 4based lithium ion batteries are described in this paper.K ey w ords LiFePO 4,Mechanism ,Factors ,Cathode material ,Lithium ion battery自从1997年Padhi 等开创性的提出锂离子电池正极材料LiFePO 4以来,LiFePO 4已经成为可充电锂离子电池正极材料的研究热点之一。

简述能提高锂离子电池正极材料电压性能的三项技术

简述能提高锂离子电池正极材料电压性能
的三项技术
LiMPO4(M=Co，Ni)就是一种典型的高电压类橄榄石晶体结构材料。

其中，LiCoPO4具有4.8V的放电电势，LiNiPO4具有5.2V的放电电势，且理论容量都接近170mAh/g。

5.2V 是目前最高的充放电电压，因为尚未开发出能够与之匹配的电解液，故尚未有关于LiNiPO4正极材料锂电池性能的报道，关于LiCoPO4材料的报道多些，但在现有电解液体系下得出的LiCoPO4材料循环充放电性能很差。

类橄榄石晶体结构在高电压条件下表现出的副作用有三：1、正极材料会与电解液发生反应，形成固液界面层;2、电解液会部分溶解Co 离子，大大恶化锂电池循环充放电性能;3、电导性能差，电导率低。

因此，采用高电压类橄榄石晶体结构必须施以必要的手段以提高其性能，这些手段有三种。

1、纳米化。

活性物质采用纳米级的小颗粒要比微米级大颗粒具有更短的锂离子和电子传输扩散路径。

2、掺杂。

与类尖晶石晶体结构既可掺杂阳离子也可掺杂阴离子不同，类橄榄石晶体结构只掺杂阳离子提高正极材料的电导率。

3、涂层。

非晶碳涂层能形成相互连接的电子高速传输通道，从而提高性能，特别是提高首次放电容量以及充放电循环性能。

总体来说，类橄榄石晶体结构的LiMPO4(M=Co，Ni)比类尖晶石晶体结构具有更多的理论容量，但由于电导率低，循环性能差，这使得该正极材料锂离子电池研发没有类尖晶石晶体结构锂离子电池的研发成果多，而进入实业化阶段则需要有更先进的性能改进技术，这主要指的是电动车用动力锂电池。

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成与电化学性能研究的开题报告

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成与电化学性能研究的开题报告一、选题背景锂离子电池是一种高性能、环保、高效、寿命长的电池，其广泛应用于电动汽车、能源储存、航空航天等领域。

其中，正极材料是锂离子电池中的关键材料，是决定电池性能的重要因素之一。

目前，市场上主要采用的锂离子电池正极材料有LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等，其中LiFePO4由于具有安全性高、循环寿命长、价格低等优点，被广泛应用于电动汽车和能源储存领域。

因此，研究锂离子电池正极材料LiFePO4的合成和电化学性能，对锂离子电池的发展和应用具有重要意义。

二、研究目的和意义本研究旨在探究LiFePO4的合成方法以及其电化学性能，进一步提高LiFePO4的性能和应用范围。

具体目的如下：1.探究LiFePO4的合成方法，包括化学法、水热法、固相反应法等方法，并比较其合成效果，寻找最佳的合成方法；2.研究LiFePO4的物理化学性质，包括结构、晶体形态、表面性质等，为进一步探究其电化学性能提供基础；3.研究LiFePO4的电化学性能，包括放电容量、循环性能、倍率性能等指标，探究其电化学性质与结构、物理化学性质之间的关系；4.为LiFePO4的应用提供基础和对策，例如，在电动汽车领域，可通过提高放电容量和倍率性能，提高电池的续航里程和加速性能，在能源储存领域，可通过提高循环性能，延长电池的使用寿命。

三、研究内容和方法本研究主要包括以下内容：1.文献调研，收集有关LiFePO4的研究成果和应用现状，为进一步开展实验提供参考；2.合成LiFePO4，采用不同的合成方法，如化学法、水热法、固相反应法等，比较不同方法的合成效果；3.对合成的LiFePO4进行物理化学性质测试，包括X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等测试方法，分析其晶体结构、形态和表面性质；4.对合成的LiFePO4进行电化学性能测试，包括恒定电流充放电、循环伏安（CV）等测试方法，得到其放电容量、循环性能、倍率性能等电化学性能指标；5.分析得到的实验数据，探究LiFePO4的物理化学性质和电化学性质之间的关系，寻找提高LiFePO4性能和应用的方法和对策。

磷酸钴钠正极材料

磷酸钴钠正极材料一、磷酸钴钠正极材料介绍磷酸钴钠（LiCoPO4）是一种新型的锂离子电池正极材料，具有高能量密度、较高的安全性和稳定性等优点。

它是由锂离子和金属离子共同组成的复合物，其中锂离子在充放电过程中在金属离子之间移动，从而实现能量转换和储存。

二、磷酸钴钠正极材料的制备方法1. 溶剂热法溶剂热法是一种常用的制备磷酸钴钠正极材料的方法。

该方法采用有机溶剂作为反应介质，在高温下将金属盐和磷酸盐混合反应，得到纯净的LiCoPO4颗粒。

2. 固相法固相法是另一种制备磷酸钴钠正极材料的方法。

该方法需要将金属盐和磷酸盐混合后在高温下进行固相反应，得到纯净的LiCoPO4颗粒。

三、磷酸钴钠正极材料的性能1. 高能量密度磷酸钴钠正极材料具有高能量密度，可以实现高效的能量转换和储存。

这使得它成为锂离子电池中一种重要的正极材料。

2. 较高的安全性磷酸钴钠正极材料相对于其他锂离子电池正极材料具有较高的安全性。

它不易发生过充、过放等危险情况，并且在高温下也不会发生自燃爆炸等事故。

3. 稳定性好磷酸钴钠正极材料具有良好的循环稳定性和容量保持率，可以实现长时间的稳定运行。

四、磷酸钴钠正极材料在锂离子电池中的应用由于其优异的性能，磷酸钴钠正极材料已经广泛应用于锂离子电池中。

目前，它已被应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域，并且在未来还将有更广泛的应用前景。

五、结论总之，磷酸钴钠正极材料作为一种新型的锂离子电池正极材料，具有高能量密度、较高的安全性和稳定性等优点。

它的制备方法多种多样，同时在锂离子电池中也已经得到了广泛的应用。

在未来，随着科技的不断进步，磷酸钴钠正极材料还将有更广泛的应用前景。

锂离子电池正极材料LiFePO_4与LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备、改性及电化学性能研究

锂离子电池正极材料LiFePO_4与LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2的制备、改性及电化学性能研究当前,人类社会面临的能源危机与环境污染问题日益严峻,使用新能源汽车代替传统燃油汽车,是缓解能源危机与改善环境问题的重要途径之一。

动力电池作为新能源汽车的关键组成部分,仍在使用寿命、安全性能、能量密度等方面存在问题,需要重点关注与研究。

近年来,锂离子电池（LIBs）在消费类电子产品市场中广泛应用,在电动汽车（EVs）与混合电动汽车（HEVs）市场中的应用也日益普遍。

由于锂离子电池的性能在很大程度上受正极材料的影响,因此人们对正极材料的研究与开发付出了诸多努力。

本文中,我们重点研究具有高安全性、长寿命特点的磷酸铁锂（LiFePO4）正极材料,以及具有高能量密度特点的镍钴铝酸锂(LiNi0.8Co0.15Al0.05O 2)正极材料的合成、改性与电化学性能。

由于LiFePO4材料的本征电子电导率与锂离子扩散速率极低,制备过程中对环境与工艺参数敏感度高,导致其倍率性能差,批量生产时性能稳定性难以控制,需要将材料颗粒进行纳米化以及表面碳包覆以改善其动力学性能,对过程参数精准控制以确保产品一致性与稳定性。

而LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 材料由于表面活性高,反应过程中表面易发生副反应导致结构蜕变,存在容量衰减过快、安全性能差等问题,影响了其大规模应用的进程。

锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的制备和改性研究

锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的制备和改性研究锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的制备和改性研究引言：锂离子电池作为一种高效、环保、可靠的储能设备，在能源领域得到了广泛的应用。

而锂离子电池的正极材料对电池性能的影响尤为重要。

本文将重点研究锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的制备和改性技术。

一、Li3V2（PO4）3的制备方法：1. 溶液法制备：将适量的V（V）盐和NaH2PO4溶解在H2O中，搅拌并调整pH值至碱性，然后加入适量的LiOH溶液，搅拌反应一段时间后，离心、洗涤、干燥得到Li3V2（PO4）3。

2. 固相烧结制备：将适量的V2O5、NH4H2PO4和Li2CO3按一定的摩尔比例混合研磨，然后经过一系列的干燥、烧结和冷却过程，最终得到Li3V2（PO4）3。

二、Li3V2（PO4）3的改性技术：1. 表面涂层改性：通过表面涂层改性可以提高正极材料的电导率、稳定性和循环性能。

例如，可以利用聚合物或导电性聚合物对Li3V2（PO4）3进行表面包覆，以提高材料的电导率和稳定性。

2. 离子掺杂改性：通过在Li3V2（PO4）3结构中引入其他金属离子，如Fe、Mn、Ni等，可以改变材料的晶体结构和电子结构，提高电池的性能。

这种离子掺杂改性方法可以通过共沉淀、氢气热还原、溶胶-凝胶等方法实现。

3. 脱水改性：将Li3V2（PO4）3在高温下进行脱水处理，可以生成LiVPO4F等具有更高电导率和更好循环性能的化合物。

这种改性方法在一定程度上改善了Li3V2（PO4）3的电化学性能。

三、Li3V2（PO4）3的电化学性能研究：通过循环伏安法、充放电性能测试、电化学阻抗谱等方法，研究所制备和改性的Li3V2（PO4）3在锂离子电池中的电化学行为和性能。

研究表明，改性后的Li3V2（PO4）3具有更好的电导率、更高的比容量和更好的循环稳定性，展现出良好的应用前景。

结论：本文系统地介绍了锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3的制备方法和改性技术，并对其电化学性能进行了研究。

溶胶-凝胶法所制LiCoPO_4及其掺碳材料的电化学性能

Ｃｒｏ．ｈｅｕｔｓｏａｔｅｍｏｒａｏｏ（ｉ（ｏａ．１ｒａｔｄａ６０ｏｏｈｕｄｒ．ＣａｂｎＴｅｒｓｌｈｗｔｔｈｌｔｆＬ）：Ｃ）ｗｓ１５：，ｓｔ５ｆ８，ｎｅ１ｓｈａｒｉｎｏｅＣｒ０
第３３卷第１期
２１年３月０１
南昌大学学报（工科版）
ＪｕｎｌｆａｅａｇＵｉｒｔ（ｎｉｅｒｇ＆ＴｃｎｌｙｏｒａｏＮｎｈｎｎｖｓｙＥｇｎｅｉｅｉｎｅｈｏｇ）ｏ
Ｖｏ．３Ｎｏ．１３１Ｍａ．０１１ｒ２
摘要：采用溶胶一凝胶法制备了ＬＣＰ并对ＬＣＰｉｏＯ，ｉｏＯ进行了掺碳改性研究。实验结果表明：（ｉｎＣ）ｎＬ）：（ｏ
＝
１５：，５．１６０℃下煅烧８ｈ所得样品性能最佳。在０１．Ｃ倍率下，品的首次充电比容量为１５１Ａｇ首样３．７ｍｈ・～，
关键词：ｉｏＯ；离子电池；ＬＣＰ锂溶胶一凝胶法；复合材料；制备
中图分类号：Ｍ９１Ｔ１文献标志码：Ａ
ＰｒｐｒｔｏｆＭａｅｉｌＣｏｅａａｉｎｏｔｒａｓＬｉＰＯ４ｎｅｔｏｈｍｉａａｄＥｌｃｒｃｅｃｌＰｒｐｒｉｓｏａｅｉｌＤｏｉｇｗｉｈＣａｂｏｏｅｔｅｆＭｔｒａｐｎｔｒｎ
ｇＴｅｃｍｏｉａｒｌＬＣＰ４Ｃｏｄｐｎｉｏｍｔ（ａｏ５）ｗｓｙｔｅｉｄｂｏ—ｅｍｔ— ～．ｈｏｐｓｅｍｔｉｓｉｏＯ／ｆｏｉｇｗｔｎｎｅａｃｒｎ１％ｔｅａｈｌｂａｎｈｓｅｙｓｌｌｅｓｚｇｈ

溶胶-凝胶法制备LiCoPO4及其电化学性能

Ｓｏ１Ｇｅｔｄ．ｌＭｅｈｏ
ＷＡＮＧａ — ｉｎＳｈｏＬａｇＴＡＮＧｈ— ａＺｉＹｕｎＳＨＡｕＯＹＡＮＪｉ
（ｃｏｌｆＣｅｃｌｎｉｅｒｇａｄＴｃｎｌｇ，ｉｎｉＵｉｅｓｙＴａｊｎ００２ＲＣｉａＳｈｏｈｍｉｇｎｅｉｎｈｏｙＴｊｎｖｒｉ，ｉｎｉ３０７，．ｈｎ）ｏａＥｎｅｏａｎｔ
ｃｎｂｔｒｒｔｄｂｏｎｉｅｉｇｔｅｔ — ｔｐｅｔａｔ／ｓｔｎｂｈｖｏｆｉｎＬＣｏａｅｉｅｐｅｅｙｃｓｄｒｈｗｏｓｅｘｒｃｉｊｅｒＯｅａｉｒｉｉＰＯｎｎＯｎｎｉｏＬ．
ｄｌｅｓｔｅｂｓｌｃｒｃｅｍｉａｅｏｒｎｅＴｅｄｓｈｒｅｃａｉｆｔｅｓｅｉｒｈｅｔｅｅｔｈｖｏｃＩｒｍａｃ．ｈｉｃａｇａｐｃｔｏａｍｐｅａｒｔａｎｒａｈｐｆｙｈｌｔ１Ｃａｅｃｅｃ１２７ｍＡｈ・～．Ｍｏｅｖ，ｒｍｈｈｒｅａｄｄｉｃａｒｅｐｏｌｓｗｏｃａｑ／ｊｃａｑｌｔａｕｒ．２ｑｒｏｅｒｆＯｔｅｃａｇｎｓｈｇｒｆｅ，ｔｈｒｅｄｓｈｒｅｐａｅｓａｅｉｐｅｅｔｄａｄｔｅｅｏｍｅｍｏｅｏｂｉｕｔｈｎｒａｅｏｈｇ／ｉｃａｇａｅＴｈｓｐｅｏｅｏｒｓｎｅｎｈｙｂｃｒｖｏｓｗｉｔｅｉｃｈｅｓｆｃａｒｅｄｓｈｒｅｒｔ．ｉｈｎｍｎｎ

动力电池用纳米LiCoPO4正极材料的合成与电化学性能

第14卷第1期2014年3月上海应用技术学院学报(自然科学版)J()U R N A L()F SH A N G H A I1N S T I T U T E oF T E C H N o L()G Y(N A T U R A L SC I E N C E)文章编号：167卜7333(2014)01—0024一05V01．14N o．1M a r．2014D()I：10．3969／j．i s sn．1671—7333．2014．n1．r、06动力电池用纳米L i C oP04正极材料的合成与电化学性能邓玲，章冬云，刘艳，常程康。

(上海应用技术学院材料科学与工程学院，上海201418)摘要：研究了动力电池用5V纳米正极材料磷酸钴锂(Li C oPO。

)的喷雾裂解合成技术及其电化学性能．研究中使用喷雾干燥法获得前驱体，通过高温裂解等一系列手段获得L i C oPO。

纳米正极材料，使用X射线衍射仪(X R D)、扫描电子显微镜(SE M)等分析手段对Li C oPO。

样品进行分析表征和性能测试．结果发现，裂解温度是影响L i C oPO。

合成的主要因素，650℃以上温度煅烧获得纯相Li C oPO。

．纯相L i C oPO。

的电化学性能不甚理想，而掺杂F e元素部分取代C o能够提高Li C oPO。

的初始容量和循环性能，使得该材料具有很好的应用前景。

关键词：磷酸钴锂；正极材料；喷雾裂解；电化学性能中图分类号：TQ73文献标志码：ASynf heSi S and E l ect r O chem i caI Pe r f O r m anc e O f N ano Si ze d L i C O P O。

C at hO de M at eri aI s f O r R e C har gea bl e B a t t er i e SD E N G L i，zg，Z H A N G D o以g一了“以，L J U Y么行，C H A N G C^P7zg一忌口挖g+(S c hool of M at er i al s Sci ence and E ngi neer i n g，Shanghai I ns t i t ut e of Tec hnol ogy，Shan ghai201418，C hi na)A bs t ract：。

锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展

综述专论化工科技,2005,13(6):38～42SCIENCE &TECHNOLO GY IN CHEMICAL INDUSTR Y收稿日期:2005207205作者简介:孙　悦(1981-),女,辽宁盘锦人,辽宁石油化工大学硕士研究生,现从事应用电化学研究。

33通讯联系人。

3基金项目:辽宁省教育厅基金项目(2004D068)。

锂离子电池正极材料LiFe PO 4的研究进展3孙　悦,乔庆东33(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001)摘　要:LiFePO 4作为新一代首选的正极材料,具有材料来源广泛、价格便宜、热稳定性好、比能量高、无吸湿性、对环境友好等优点。

笔者综述了LiFePO 4的结构特征、充放电机理、合成方法及改性研究。

关键词:锂离子二次电池;正极材料;磷酸亚铁锂中图分类号:TM 912.9 文献标识码:A 文章编号:100820511(2005)0620038205 目前,锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池,已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛的应用。

截至2002年,锂离子二次电池的总产量为8.62亿只。

根据市场调查表明,2005年锂离子二次电池需求约为12亿只,而2010年则可达到13.5亿只左右[1]。

因此,新型电池材料特别是正极材料的研究至为关键。

1990年,日本SON Y 公司首次成功地推出商品化的锂离子二次电池,其正极材料采用钴酸锂(LiCoO 2)。

由于钴酸锂制作工艺简单、材料热稳定性能好、循环寿命长,虽然价格昂贵、有毒、安全性能不好,但至今为止钴酸锂仍是最主要的锂离子二次电池正极材料。

随着对电池的成本低、高比能量、循环性能好、高安全性和对环境友好等的要求,锂离子二次电池正极材料进入迅速发展阶段[2,3]。

除层状结构的钴酸锂外,过渡金属氧化物如层状结构的LiNiO 2和尖晶石结构的LiMn 2O 4也是主要的正极材料[4]。

其中LiNiO 2理论容量较高(约275mAh/g ),但热稳定性差、制备困难、易发生副反应、生成的产物影响电池的容量和循环性能;LiMn 2O 4循环性能差、比容量较低(理论比容量仅约为148mAh/g ),这主要是由于Mn 3+易发生歧化[5]反应和Jahn 2Teller 畸变效应。

锂离子电池正极材料LiFePO_4制备工艺研究进展

ｔｏｒｃｓｆＬｉＰＯ４ｉｎｐｏｅｓｏＦｅ．Ａｎｈｐｌｃｔｏｆｔｔｒａｓｐｏｐｃｅｄｔｅａｐｉａｉｎｏｈｅｍａｅｉｌｗａｒｓｅｔｄ．Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｌｔｉｉｈｕｍｒｎｐｈｓｈａｅ；ｃｔｏｔｒａ；ｌｔｉ —ｉｎｂａｔｒｅｉｏｏｐｔａｈｄｅｍａｅｌｉｈｕｍｉｏｔｅｓ；ｐｅａａｉｎｉｒｐｒｔｏ
摘要：橄榄石型ＬｅＯ以其优异的电化学性能、ｉＰＦ环保、安全、低廉、热稳定性较好等优点，成为当前锂离子电池最具发展潜
力的正极材料。本文简单介绍了ＬＦＰｉｅＯ结构特点及性能，重点综述了其制备工艺的研究现状，并对该材料的应用前景进行了展望。
随着能源危机和环境污染的加重，加大对新能源开发和应用的研究已成迫在眉睫。电能作为一种能量载体，因其具有环
保、效、再生等优点，为了目前新能源研究和应用的一个高可成重点。而作为电能载体的锂离子电池因其具有工作电压高、比容量大、记忆效应、放电稳定、环性能良好等优点，广泛无充循已
关键词：磷酸铁锂；正极材料；锂离子电池；制备工艺
ＰｒｇｅｓｉｅａａｉｎｆＬｉｈｕｍ —ｉｎＢａｔｒｔｄｅＭａｅｉｌＬｉＰＯ４ｏｒｓｎＰｒｐｒｔｏｏｔｉｏｔｅｙＣａｈｏｔｒａＦｅ
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锂离子电池LiMnPO_4复合正极材料的制备及其电化学性能研究

研究结果表明:在0.05 C的倍率下,三元复合材料 7LiMnPO4·4Li FePO4·3Li3V2 （PO4）3/C首周的放电比容量高达 159.4 mAh·g-1,经50周充放电循环后,容量保持率高达96.4%。在0.05C倍率下,三元复合材料 5LiMnPO4·3Li3V2 （PO4）3·2LiFePO4/C首周放电比容量为155.0 mAh·g-1,经50周充放电循环后,容量保持率高达98.2%。
Hale Waihona Puke 其中8LiMnPO4·5LiFePO4/C复合材料拥有最低的电荷转移阻抗。研究结果表明:在0.05 C的倍率下, 二元复合材料8LiMnPO4·5LiFePO4/C 首周放电比容量高达169.8 mAh·g-1;经充放电循环50周后,放电比容量为160.3 mAh·g-1,循环稳定性良好。

高压钴酸锂正极材料制备及电化学性能研究

高压钴酸锂正极材料制备及电化学性能研究高压钴酸锂正极材料制备及电化学性能研究引言：随着电动汽车的快速发展，对高容量、高能量密度的锂离子电池的需求不断增加。

作为锂离子电池的关键部分之一，正极材料的研究和开发成为研究的焦点之一，尤其是高压钴酸锂正极材料，以其良好的电化学性能在锂离子电池领域备受关注。

1. 高压钴酸锂的定义高压钴酸锂（HCoO2）是一种具有排列规则的层状结构的钴酸锂类化合物。

其结构中的层状结构由一层钴原子均匀排列的六角形网格和一层氧原子排列构成。

2. 高压钴酸锂制备方法（1）固相法：通过将钴酸盐和锂盐按一定摩尔比进行混合和固相反应，然后在一定温度下进行煅烧，最后得到高压钴酸锂材料。

（2）湿法法：通过溶液法制备高压钴酸锂正极材料，首先将钴盐和锂盐在适当溶剂中溶解，然后通过化学反应生成相应的沉淀，沉淀经过过滤、洗涤、干燥等步骤得到最终的高压钴酸锂材料。

3. 高压钴酸锂的电化学性能研究（1）循环性能：循环性能是评价电池材料的重要指标之一。

高压钴酸锂在不同电流密度和循环次数下进行了循环测试，结果表明其电池循环性能良好，容量保持率高达90%。

（2）充放电性能：高压钴酸锂正极材料的充放电性能对电池的实际应用至关重要。

经过充放电测试，高压钴酸锂正极材料表现出较高的比容量和较低的充放电平台电压，表明其有着良好的电化学性能。

（3）循环伏安性能：循环伏安测试是研究电极材料电化学性能的重要手段之一。

通过循环伏安测试，可以获得电化学反应的过程、机理等信息。

高压钴酸锂正极材料在循环伏安测试中表现出良好的循环稳定性和电化学活性。

4. 高压钴酸锂的优势和应用（1）优势：高压钴酸锂具有较高的比容量、较低的充放电平台电压和良好的循环稳定性，具备广泛的应用潜力。

（2）应用：高压钴酸锂正极材料可以广泛应用于锂离子电池领域，如电动汽车、电动工具、移动设备等。

结论：高压钴酸锂是一种具有良好电化学性能和应用潜力的正极材料。

通过不同的制备方法可以得到高质量的高压钴酸锂正极材料，其循环性能、充放电性能和循环伏安性能都表现出良好的特点。

磷酸铁锂正极材料电化学法修复

磷酸铁锂正极材料电化学法修复磷酸铁锂（LiFePO4）是一种优秀的锂离子电池正极材料，具有高能量密度、长循环寿命、良好的安全性等优点，因此被广泛应用于电动车、储能系统等领域。

然而，长时间使用后，磷酸铁锂正极材料会出现容量衰减、内阻增加等问题，从而影响电池的性能和寿命。

电化学法修复是一种有效的手段，可以恢复磷酸铁锂正极材料的性能。

电化学法修复是指通过在特定电位范围内，通过电解液中的电解质和正极材料之间的反应，使正极材料的结构和性能得到修复的方法。

在磷酸铁锂正极材料中，主要存在的问题是锂离子的迁移受阻和结构的破坏。

电化学法修复通过在特定电位下，使电解液中的锂离子重新进入正极材料，并促使正极材料的结构重新排列和修复，从而恢复正极材料的性能。

电化学法修复主要包括两个步骤：阳极极化和阴极极化。

阳极极化是指在正极材料表面形成一层氧化膜，阻止锂离子的迁移；阴极极化是指在负极材料表面形成一层还原膜，促进锂离子的迁移。

通过这两个步骤，可以使锂离子重新进入正极材料，并改善正极材料的结构。

在电化学法修复中，需要选择适当的电解液和电位范围。

电解液的选择应考虑到其对正极材料的溶解度、电导率和稳定性等因素。

常用的电解液有氨基酸盐类电解液、有机磷酸盐类电解液等。

电位范围的选择应根据正极材料的特性和修复效果来确定。

一般来说，电位范围较低会导致修复效果不明显，而电位范围过高则会引起正极材料的过度氧化和结构破坏。

除了电解液和电位范围的选择，电化学法修复还需要考虑到修复时间和修复周期。

修复时间是指正极材料在修复过程中所处的时间，一般情况下，修复时间越长，修复效果越好。

修复周期是指进行多次修复的时间间隔，可以根据正极材料的具体情况和使用要求来确定修复周期。

磷酸铁锂正极材料的电化学法修复可以有效恢复其性能，延长电池的使用寿命。

然而，电化学法修复也存在一些问题，如修复时间较长、修复效果不稳定等。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑修复的成本和效果，选择合适的修复方法。

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高压LiCoPO_4正极材料的制备及电化学性能改善研究
LiCoPO4正极材料放电电压平台高(～4.8 V vs.Li+/Li)、能量
密度高(800 Whkg-1);同时P-O共价键使其结构稳定,有望成为新一代锂离子电池正极材料之一。

但与此同时,LiCoPO4面临低的电导率、
低的锂离子迁移率、高压下电解液的持续氧化分解、电解液中HF的
侵蚀及充放电过程中Li/Co混排引起结构变化等问题,由此造成充放
电过程中LiCoPO4电池容量快速衰减,严重制约了其推广应用。

针对LiCoPO4电池存在的这些问题,本课题从原位碳包覆、电解液优化、
Cr3+离子掺杂改性、AlF3包覆改性和LiCo0.9Mn0.1PO4@Li3PO4核-
壳结构材料等五个方面入手开展相关研究工作,以制备具有长循环寿
命的LiCoPO4正极材料。

具体内容如下:(1)原位碳包覆LiCoPO4材料(LCP@C)研究。

以溶胶-凝胶法合成LCP@C材料,利用回转炉低温均匀
去除部分碳,而后再高温烧结的方法,制备出具有均匀碳包覆层的
LCP@C材料。

研究发现:碳包覆会造成首次库伦效率降低,但在后续循环过程中可以稳定固-液界面,缓解高压下电解液的持续氧化分解,进
而提高电池循环稳定性。

LCP@C(1.5 wt.%碳包覆)电极0.1 C下首次
放电比容量为130.2 mAh g-1,50次循环容量保持率为75%。

(2)适用于LiCoPO4高压体系的电解液优化研究。

为减缓5 V高压下Co3+/Co2+对EC基电解液的持续氧化分解,将添加剂TMSB引入LiCoPO4电解液
体系中。

研究发现:在首次充电过程TMSB于4.3 V氧化分解,且其氧
化分解产物在LiCoPO4电极表面参与形成均匀稳定的SEI膜,在后续
充放电过程中减缓电解液的持续氧化分解,进而提高电池循环稳定性。

LiCoPO4电极在 1 M LiPF6 EC:DMC(1/1,v/v)+ 1 wt.%TMSB 电解液下 0.1 C 首次放电比容量为144 mAh g-1 50次循环容量保持率为76%。

(3)Cr3+离子掺杂改性研究。

为解决LiCoPO4材料低电导率和低锂离子迁移率的缺点,对LiCoPO4材料进行Cr3+离子掺杂改性研究,制备出LiCo1-1.5xCrxPO4@C材料。

研究发现:Cr3+的掺入不改变LiCoPO4材料橄榄石结构和基本形貌特征,但会导致结构发生细微变化,如:晶胞体积减小、弱化Li-O键强度和降低Li位混排缺陷浓度等,并提高LiCo1-1.5xCrxPO4@C材料电导率和锂离子迁移率,进而改善LiCo1-5xCrxPO4@C电极循环稳定性和倍率性能。

LiCo0.94Cr0.04PO4@C电极0.1 C下首次放电比容量为144 mA h
g-1,100次循环容量保持率达到71%,1 C下,放电比容量达到91 mAhg-1。

(4)AlF3包覆改性研究。

为稳定LiCoPO4电极固-液界面,减缓高压下Co3+/Co2+对电解液的持续氧化分解,将快锂离子导体AlF3引入LiCoPO4高压体系,制备出LiCoPO4@AlF3材料。

研究发现:AlF3包覆层可以避免LiCoPO4与电解液直接接触,减缓高压下Co3+/Co2+对电解液氧化分解,降低不可逆充电容量,显著提高LiCoPO4材料循
环稳定性。

LiCoPO4@AlF3(4mol%)电极0.1 C下首次放电比容量为159 mAh g-1 50次循环容量保持率为91%。

(5)LiCoo.9Mn0.1PO4@Li3PO4核-壳结构材料。

综合稳定化合物包覆改性和金属阳离子掺杂改性的优点,制备出原位Li3P04包覆LiCoo.9Mn0.1PO4材料,并展示出优异的电化学性能:0.1 C下首次放电比容为142.5 mAh g-1 100次循环容量保持率为90%;1 C下首次放电比容量为112 mAh g-1 220次循环
容量保持率为82%;2 C下首次放电比容量为96.3 mAh g-1,500次循环容量保持率约为64.6%。

通过上述研究工作,我们发现:高压下
Co2+/Co3+对电解液的氧化分解行为可以通过对LiCoPO4包覆改性和使用电解液添加剂得到缓解;通过对LiCoPO4材料掺杂改性可以有效克服其锂离子迁移率低和电导率低的缺点;最终制备出具有纳-微结
构的LiCo0.9Mn0.1PO4@Li3PO4核-壳材料,展示出良好的循环稳定性,具备进一步商业应用潜力。