氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法

    公开(公告)号:CN107732220B

    公开(公告)日:2021-06-01

    申请号:CN201711200440.1

    申请日:2017-11-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将三元正极材料超声分散于水中,再加入苯胺单体,超声分散,加入酸溶液,得前驱体溶液;(2)将过硫酸铵溶液加入前驱体溶液中,加热搅拌,离心分离后,洗涤沉淀≥2次,真空干燥,得聚苯胺包覆锂离子电池三元正极材料;(3)置于管式炉中,在惰性气氛下,煅烧,自然冷却至室温,即成。本发明方法所得氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料粒径为5~15μm,氮掺杂介孔碳包覆层均匀,厚度为3~20nm;将其组装成电池,具有较好的循环稳定性和大倍率放电性能;本发明方法成本低,工艺简单,适宜于大工业生产。

    一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN107946578B

    公开(公告)日:2020-07-17

    申请号:CN201711200471.7

    申请日:2017-11-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 一种钴酸锂包覆的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法,所述材料中钴酸锂的质量百分含量为1~10wt%,钴酸锂形成厚度5~30nm的包覆层包覆在镍钴铝酸锂上;所述正极材料为粒径5~15μm的球形颗粒。所述方法,包括以下步骤:(1)将水溶性表面活性剂溶于水中,加热,进行超声搅拌反应;(2)将氢氧化镍钴铝、可溶性钴盐和可溶性锂盐同时加入,加热,进行超声搅拌反应;(3)在超声搅拌下进行喷雾干燥;(4)置于管式炉中,在氧化性气氛下,进行两段烧结,即成。本发明正极材料具有较好的循环稳定性和大倍率放电性能;本发明方法能有效降低常规包覆时表面残锂的问题,成本低,工艺简单,适宜于大工业生产。

    一种多孔钒锰氧化物负极材料的制备方法

    公开(公告)号:CN105261744B

    公开(公告)日:2017-12-29

    申请号:CN201510605995.9

    申请日:2015-09-22

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 一种多孔钒锰氧化物负极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将钒源、锰源与二水合草酸、柠檬酸按钒元素、锰元素、二水合草酸、柠檬酸摩尔比为1:1:2:1~3比例,加入去离子水中形成溶液,控制溶液中锰离子的浓度为0.5~1 mol/L;(2)将所得的溶液置于带有超声搅拌装置的水浴锅中,超声搅拌反应3‑6 h,形成溶胶;(3)将所得的溶胶放入80~120℃烘箱中干燥2~6 h,得凝胶;(4)将所得的凝胶在保护气氛中,于200~500℃下,焙烧2~10 h后,随炉冷却至室温,即成。本发明反应过程简单,便于产业化控制,所制备的钒锰氧化物具有多孔结构,有利于锂离子脱嵌,具有良好的克容量与循环性能。

    一种锂离子电池复合正极材料的制备方法

    公开(公告)号:CN103985843B

    公开(公告)日:2016-08-31

    申请号:CN201410244133.3

    申请日:2014-06-04

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 一种锂离子电池复合正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源、氟源按照xLiVPO4F·yLiVP2O7·zLi3V2(PO4)3的比例混合均匀,得混合物;(2)将碳源按照碳元素与混合物中钒元素的摩尔比为(1?10:1)的比例,加入混合物中,在常温常压下机械活化4?12小时;然后在真空烘箱中烘干;(3)置于管式烧结炉中,于非氧化气氛下500℃?600℃烧结0.5?8h,然后自然降至室温,即得到锂离子电池复合正极材料xLiVPO4F·yLiVP2O7·zLi3V2(PO4)3。本发明所得复合正极材料比容量高,结构稳定,循环、倍率性能优良,充放电平台较多,荷电状态易控,而且合成方法简单易行,原材料来源广泛,可为动力电池提供一种高性能备选正极材料。

    片状结构锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂/碳的制备方法

    公开(公告)号:CN103682276B

    公开(公告)日:2015-12-30

    申请号:CN201310720678.2

    申请日:2013-12-24

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 片状结构锂离子电池正极材料磷酸氧钒锂/碳的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源以锂离子、钒离子、磷酸根离子的摩尔比1:1:1的比例混合,同时加入有机碳源作为反应物原料,采用固相法、液相法、溶胶凝胶法、化学还原法或淬冷法合成磷酸钒锂/碳;(2)研磨,转移至双氧水或臭氧溶液中常温浸泡,移至真空烘箱中进行干燥处理;(3)烧结。本发明制备的磷酸氧钒锂正极材料微观形貌厚度均为纳米级的片状结构产物,材料物相表面有原位碳包覆以优化其电导率,颗粒分布均匀,其中0.1C放电比容量达127.3mAh/g,电化学性能优异;方法简单易行,成本低,无任何三废排放。

    一种纳米氧化物掺杂硼酸亚铁锂正极材料的制备方法

    公开(公告)号:CN104140111A

    公开(公告)日:2014-11-12

    申请号:CN201410376808.X

    申请日:2014-08-04

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 一种纳米氧化物掺杂硼酸亚铁锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、铁源、纳米氧化物MxOy、硼源、碳源按照原子Li、Fe、M、B、C摩尔比(1-1.04):(0.99-0.9):(0.01-0.1):1:(0.5-2.5)混合均匀放入球磨罐中,加入无水乙醇浸没原料,在常温150-250r/min的转速下采用球磨机进行机械球磨3-7h,然后转移至烘箱中于60-120℃烘6-12h,得到粉末状前驱体;(2)将前驱体置于非氧化性气氛中于400-700℃热处理1-20h,自然冷却到室温,即得纳米氧化物掺杂硼酸亚铁锂材料。本发明操作较简单,流程较短,成本较低,所制得的锂离子电池正极材料硼酸亚铁锂循环性能、倍率性能较好。

    一种三维夹层锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法

    公开(公告)号:CN104124455A

    公开(公告)日:2014-10-29

    申请号:CN201410399310.5

    申请日:2014-08-14

    Applicant: 中南大学

    CPC classification number: H01M4/5825 H01M4/366 H01M4/625 H01M10/0525

    Abstract: 一种三维夹层锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法,包括以下步骤:(1)将锂源、钒源、磷源、还原剂按锂元素、钒元素、磷元素和还原剂摩尔比为3:2:3:1—5溶于水中;(2)将所得的溶液置于80-100℃水浴中搅拌1-4h;(3)冷冻干燥;(4)将所得三维夹层磷酸钒锂前驱体与有机碳源按质量比为15-20:1称量后,将三维夹层磷酸钒锂前驱体置于管式烧结炉中央处,将有机碳源置于进气口处,在非氧化气氛下,于600-850℃烧结6-18h,冷却至室温,得三维夹层状锂离子电池正极材料磷酸钒锂。本发明合成的具有三维夹层锂离子电池正极材料磷酸钒锂具有较好的离子与电子导电率,对材料的电化学性能有明显的改善作用,特别是材料的倍率性能有明显的改进。

    锂离子电池负极材料焦磷酸钒及其制备方法

    公开(公告)号:CN104091953A

    公开(公告)日:2014-10-08

    申请号:CN201410369081.2

    申请日:2014-07-30

    Applicant: 中南大学

    CPC classification number: H01M4/5825 B82Y40/00 H01M10/0525

    Abstract: 锂离子电池负极材料焦磷酸钒及其制备方法,所述焦磷酸钒为纳米片状,其厚度为80~500nm,在0.01~2V电压下,0.1C、1C、3C放电比容量分别可达848.3,487.5,417.8mAh/g,0.1C循环100次后放电比容量可达426.3mAh/g。所述制备方法是将钒源、磷源及含碳有机物混合溶于去离子水中,调节pH后,在水浴中搅拌,待溶液形成均一凝胶后,干燥,得到非晶态前驱体,然后,研磨,在非氧化气氛下烧结后,冷却,得焦磷酸钒。本发明制备的锂离子电池负极材料焦磷酸钒为纳米片状,大大缩短锂离子的扩散路径,提高锂离子的扩散系数,将其用作负极材料,表现出优异的倍率性能和循环性能。

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