张冬云
,
张培新
,
林木崇
,
刘琨
,
袁秋华
,
许启明
,
罗仲宽
,
任祥忠
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00265
为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源, 采用机械活化-高温固相法, 合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料. 通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法, 全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能, 并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明, 柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长; C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为方向; 交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低, 从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能. "
关键词:
锂离子电池
,
cathode materials
,
LiFePO4
,
structure
,
carbon-coating
张冬云
,
张培新
,
林木崇
,
刘琨
,
袁秋华
,
许启明
,
罗仲宽
,
任祥忠
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00265
为了研究碳包覆对LiFePO4结构的影响,以柠檬酸为碳源,采用机械活化-高温固相法,合成了不同碳包覆量的LiFePO4/C复合正极材料.通过XRD、SEM、BET、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、交流阻抗谱(ACI)和恒电流充放电等现代分析方法,全面研究了碳包覆量不同时,LiFePO4/C复合正极材料的结构、形貌和电化学性能,并对C包覆对结构影响的成因进行了分析.结果表明,柠檬酸高温分解后生成无定形碳非晶物质,在LiFePO4颗粒表面包覆形成一种网络结构,抑制了颗粒的生长;C包覆影响了晶体的生长方向和微观结构,LiFePO4/C的优势生长为[121]方向;交流阻抗分析表明包覆后锂离子扩散系数比未改性的LiFePO4提高了两个数量级,且各项阻抗值均降低,从而提高了材料的离子及电子电导性、放电性能和循环性能.
关键词:
锂离子电池
,
正极材料
,
LiFePO4
,
结构
,
碳包覆
张冬云
,
袁秋华
,
张培新
,
黄小倩
,
许启明
,
任祥忠
,
刘剑洪
功能材料
以柠檬酸为碳源,采用机械液相球磨与高温固相烧结相结合制备了LiFePO4/C复合材料,考察了烧结温度、烧结时间、柠檬酸用量、球磨时间等工艺条件对LiFePO4/C材料性能的影响.采用XRD、SEM和恒电流充放电等手段对该材料进行结构表征和电化学性能测试.结果表明,合成LiFePO4/C复合正极材料的适宜工艺为,球磨时间10h,烧结温度600℃,烧结时间18h,柠檬酸用量10%,气体流量0.6L/min.在优化工艺条件下制备的LiFePO4/C复合正极材料首次放电容量可达到146.2mAh/g.
关键词:
锂离子电池
,
正极材料
,
LiFePO4
,
固相法
,
碳包覆
张培新
,
张冬云
,
黄磊
,
惠文彬
,
魏群
,
宋申华
稀有金属材料与工程
采用基于DFT的第一性原理方法,研究Nb掺杂LiFePO4锂离子电池正极材料的电子结构,并进行能带结构、电子态密度、布居和差分电荷密度性质等分析.结果表明:Nb掺杂后体系结构稳定,带隙降低,由于Nbd轨道电子的作用,使费米面附近能带数增加,更有利于电子传递,使电子电导率增加,充放电速率提高;Li-O键键长明显变大,有利于Li离子的扩散.虽然掺杂量大,带隙下降多,但会影响Li离子的扩散,尤其是在Li位掺杂时.综合考虑掺杂量不需要太大.
关键词:
LiFePO4
,
掺杂
,
能带结构
,
态密度
张培新
,
林木崇
,
张冬云
,
袁秋华
,
任祥忠
功能材料
通过高温固相法合成了掺杂Zr4+的正极材料Li1-xZrxFePO4(x=0、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04).采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电、交流阻抗(ACI)和正电子湮没寿命谱(PALS)等分析测试技术对掺杂材料的晶体结构、形貌、电化学性能和微观缺陷进行研究.结果表明,在整个掺杂范围内,所有样品都具有单一的橄榄石结构,且样品表面形貌和颗粒尺寸的变化较小;掺杂系列样品中,Li0.99Zr0.01FePO4具有最好的电化学性能,在0.1C充放电倍率下,首次放电比容量达到141.6mAh/g,高于未掺杂的LiFePO4的容量107.4mAh/g,经30次循环后Li0.99Zr0.01FePO4的容量保持率为75.8%.交流阻抗谱研究表明,掺杂Zr4+使锂离子脱嵌过程中电荷转移反应的阻抗明显减小;正电子湮没寿命谱研究表明掺杂Zr4+可以在样品晶格内部产生空位缺陷,使正电子湮没寿命增加,从而提高材料电导率.
关键词:
磷酸铁锂
,
正极材料
,
离子掺杂
袁秋华
,
罗雄标
,
张培新
,
陆正武
,
任祥忠
,
张冬云
中国有色金属学报
以六水氯化镁、氨水以及巯基乙胺等为原料,通过气体扩散反应,采用自组装单分子膜诱导法制备三维(3D)球状多级结构的Mg(OH)2.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、比表面(BET)等测试手段对产物的结构和形貌进行表征.结果表明,获得的Mg(OH)2具有微球状结构,其平均直径约为7μm,由大量弯曲的纳米薄片相互交织而成,且具有2~5 nm单峰孔尺寸分布; SAMs诱导获得的球状Mg(OH)2的形成机制是形核—长大—自组装过程.通过精确控制Mg(OH)2的热分解过程,可得到球状、三峰多级结构的MgO.
关键词:
氢氧化镁
,
自组装
,
单分子膜诱导
,
微球结构
