微型薄膜锂离子电池正极材料LiCoO_2薄膜研究

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作者 刘琦 刘畅 +1 位作者 吴长青 郭航 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第11期23-25,29,共4页

研究了应用于微型全固态薄膜锂离子电池的正极材料钴酸锂LiCoO_2薄膜材料,采用磁控溅射法来制备,对其进行400℃退火处理后,进行XRD分析和SEM分析,表明在低气压条件下制备的薄膜呈非晶态,经过退火后,形成了排列致密的晶体结构,薄膜沿(003... 研究了应用于微型全固态薄膜锂离子电池的正极材料钴酸锂LiCoO_2薄膜材料,采用磁控溅射法来制备,对其进行400℃退火处理后,进行XRD分析和SEM分析,表明在低气压条件下制备的薄膜呈非晶态,经过退火后,形成了排列致密的晶体结构,薄膜沿(003)晶面平行于基底择优生长;循环伏安测试和恒电流充放电测试表明,未经过退火处理的LiCoO_2薄膜不具有锂离子嵌入/脱出的可逆性,而经过退火处理的LiCoO_2薄膜从第二圈开始具有较好的可逆性。制备的LiCoO_2薄膜结晶状态优良、质地紧密、与衬底薄膜紧密接触、循环性能和循环充放电性能良好,可以用于微型全固态薄膜锂离子电池。 展开更多

关键词 磁控溅射 licoo_2薄膜 薄膜锂离子电池 正极材料

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热电池FeS_2正极丝网印刷薄膜化制备研究 被引量：10

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作者 陈威宏 杨少华 +2 位作者 孟锦宏 曹晓晖 马继利 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期226-227,233,共3页

采用丝网印刷薄膜电极制备工艺,将FeS2与电解质、导电剂混合,印至基体表面,经真空干燥,制成薄膜正极,其厚度为0.4～0.5 mm。与LiSi合金负极和LiCl-KCl低共熔电解质组成单体电池,将3个单体电池串联封装制成热电池。常温分别以45Ω和4.5... 采用丝网印刷薄膜电极制备工艺,将FeS2与电解质、导电剂混合,印至基体表面,经真空干燥,制成薄膜正极,其厚度为0.4～0.5 mm。与LiSi合金负极和LiCl-KCl低共熔电解质组成单体电池,将3个单体电池串联封装制成热电池。常温分别以45Ω和4.5Ω恒阻放电,其放电曲线平缓,峰值电压分别达到6.59 V和6.12 V,相比现有粉末压片工艺制备的电池,其单体电池峰值电压提高0.15 V。通过选用不同薄膜基体材料,可使热电池满足不同需求。初步研究表明,新工艺更能适应当前热电池大功率小型化长寿命发展的需要。 展开更多

关键词 热电池 FeS2 薄膜正极 丝网印刷

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不同温度下锂离子电池正极材料LiCoO_(2)的第一性原理研究 被引量：2

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作者 陈志强 崔磊 杨丽娟 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期7046-7051,共6页

对电极材料在固定温度下热力学性质的评价,有助于准确描述锂离子电池(LIBs)的性能。为了全面了解层状锂LiMO_(2)(M=Co、Ni、Mn)的特性,大量理论计算被用来预测该类材料的各种物理、化学性质,包括嵌入电压、Li空位有序化、Li扩散、复杂... 对电极材料在固定温度下热力学性质的评价,有助于准确描述锂离子电池(LIBs)的性能。为了全面了解层状锂LiMO_(2)(M=Co、Ni、Mn)的特性,大量理论计算被用来预测该类材料的各种物理、化学性质,包括嵌入电压、Li空位有序化、Li扩散、复杂过渡金属有序化以及电子迁移路径等。然而,在高功率下,电池由于高速运转产生了更多的热量,导致一系列热力学问题出现。目前,大多数基于密度泛函理论(DFT)的研究只考虑了0 K下的热力学性能,而忽略了高温下晶格振动对性能的影响。基于此,在DFT的基础上,通过精确地模拟Li、LiCoO_(2)及Li□CoO_(2)声子谱和晶格振动等热力学参数,计算并绘制了关于Li、LiCoO_(2)及Li□CoO_(2)的温度与赫姆霍兹自由能的关系图;并根据不同温度的相关影响对脱锂电势进行了修正处理,发现随着温度的不断升高,晶格振动会进一步造成脱锂电势的逐步降低,从而导致正极材料的容量减小。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 DFT licoo_(2) 晶格振动

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纯相Li_2MnO_3薄膜的制备及作为锂离子电池正极材料的电化学行为 被引量：3

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作者 郑杰允 汪锐 李泓 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1855-1860,共6页

采用固相烧结法制备了纯相Li2MnO3正极材料及靶材,采用脉冲激光沉积(PLD)法在氧气气氛、不同温度下沉积了Li2MnO3薄膜.通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜形貌及厚度,利用电化学手段... 采用固相烧结法制备了纯相Li2MnO3正极材料及靶材,采用脉冲激光沉积(PLD)法在氧气气氛、不同温度下沉积了Li2MnO3薄膜.通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜形貌及厚度,利用电化学手段测试了Li2MnO3薄膜作为锂离子电池正极材料性能.结果表明,PLD方法制备的纯相Li2MnO3薄膜随着沉积温度升高薄膜结晶性变好.25℃沉积的薄膜难以可逆充放电,400℃沉积的薄膜具有较高的电化学活性和循环稳定性.相对于粉末材料,400与600℃制备的Li2MnO3薄膜电极平均放电电位随着循环次数的衰减速率明显低于相应的粉体材料. 展开更多

关键词 Li2MnO3薄膜 正极材料 脉冲激光沉积 电位衰减 锂离子电池

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软溶胶——凝胶法制备LiCoO_2薄膜 被引量：7

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作者 陶颖 陈振华 黄尉庄 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第4期29-31,41,共4页

层次LiCoO2 作为锂离子电池的正极材料 ,多以固态煅烧和液相合成为主。本文采用软溶胶—凝胶技术在浓LiOH溶液中一步合成LiCoO2 薄膜。由XRD、SEM、AAS等测试方法可知LiCoO2 晶体结构好 ,薄膜致密、无明显的孔隙和缺陷 ,其厚度为 30 μ... 层次LiCoO2 作为锂离子电池的正极材料 ,多以固态煅烧和液相合成为主。本文采用软溶胶—凝胶技术在浓LiOH溶液中一步合成LiCoO2 薄膜。由XRD、SEM、AAS等测试方法可知LiCoO2 晶体结构好 ,薄膜致密、无明显的孔隙和缺陷 ,其厚度为 30 μm。作者还对薄膜形成机理作了一定的探讨。合成薄膜的条件是 :4MLiOH液、10 0℃的饱和蒸气压、电流密度为 0～ 10mA cm2 、2 展开更多

关键词 软溶胶-凝胶法 licoo2薄膜 锂离子电池 制备 正极材料 氧化锂 氧化钴 复合氧化物 陶瓷薄膜

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热电池用FeS_2薄膜正极消除电压尖峰的研究 被引量：5

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作者 林保山 杨少华 曹晓晖 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1269-1270,1308,共3页

利用水热合成FeS2,将FeS2与葡萄糖充分混合在高纯氩气的保护下烧结5 h。利用X射线衍射对烧结后的FeS2进行表征。结果表明,450℃为最佳烧结温度,在400℃烧结白铁矿没有完全消除,在500℃烧结部分FeS2分解。将烧结后的FeS2采用丝网印刷技... 利用水热合成FeS2,将FeS2与葡萄糖充分混合在高纯氩气的保护下烧结5 h。利用X射线衍射对烧结后的FeS2进行表征。结果表明,450℃为最佳烧结温度,在400℃烧结白铁矿没有完全消除,在500℃烧结部分FeS2分解。将烧结后的FeS2采用丝网印刷技术制成薄膜正极,制成LiSi/FeS2体系单体电池在不同条件下放电。结果表明,FeS2烧结有效消除了放电初期电压尖峰,FeS2与葡萄糖混合物在450℃烧结后制备的单体电池比400和500℃烧结有更高的放电电压和更大的放电比容量。 展开更多

关键词 FeS2 水热合成 烧结 薄膜正极

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热电池NiCl2薄膜正极中添加剂对放电性能的影响 被引量：6

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作者 许浩 赵平 +1 位作者 杨少华 刘晟林 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第6期863-866,共4页

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了NiCl2薄膜正极,研究了薄膜正极中添加单种粘结剂、共混粘接剂以及不同导电剂对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,NiCl2薄膜正极中共混粘结剂在粘结性能以及放电性能方面表现优秀,最佳共混比例为MgO与S... 采用丝网印刷薄膜化工艺制备了NiCl2薄膜正极,研究了薄膜正极中添加单种粘结剂、共混粘接剂以及不同导电剂对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,NiCl2薄膜正极中共混粘结剂在粘结性能以及放电性能方面表现优秀,最佳共混比例为MgO与SiO2的质量分数比为90:10,此外,添加10%的活性炭导电剂可以提高薄膜正极的导电性,从而提高电池的放电性能。 展开更多

关键词 热电池 薄膜正极 NiCl2 放电性能

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热电池用NiCl_2薄膜正极的制备研究 被引量：5

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作者 楚天宇 杨少华 +1 位作者 于佳男 赵彦龙 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期668-670,共3页

;采用溶液法在NiCl_2中添加不同导电剂,与电解质混合后涂覆在泡沫镍基体上,制成NiCl_2薄膜正极。实验中添加石墨烯、碳纳米管和高比表面积活性炭都可提高放电电压,其中采用此三种混合导电剂可使450℃恒温,100 mA/cm2恒流放电电压达2.36... ;采用溶液法在NiCl_2中添加不同导电剂,与电解质混合后涂覆在泡沫镍基体上,制成NiCl_2薄膜正极。实验中添加石墨烯、碳纳米管和高比表面积活性炭都可提高放电电压,其中采用此三种混合导电剂可使450℃恒温,100 mA/cm2恒流放电电压达2.36 V,截止电压1.8 V时,放电比容量达211.8 mAh/g。热电池样机室温1 A放电,单体电压可达2.53 V,激活时间0.33 s。初步研究表明,NiCl_2中添加含碳导电剂不但提高了电导率,还缩短了激活时间。 展开更多

关键词 热电池 NiCl2 薄膜正极

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高电压LiCoO_(2)的表面结构与性能:回顾与展望

9

作者 方建军 杜宇豪 +5 位作者 李子健 樊文光 任恒宇 易浩聪 赵庆贺 潘锋 《电化学（中英文）》 CAS 北大核心 2024年第6期1-23,共23页

近年来,高电压LiCoO_(2)(LCO)正极的研发成为学术界和工业界广泛关注的焦点。研究表明,解决表面问题是提升高电压LCO性能的最有效途径。本综述系统回顾了高电压LCO所面临的问题,包括相变和裂纹的生成、与氧氧化还原相关的问题以及副反应... 近年来,高电压LiCoO_(2)(LCO)正极的研发成为学术界和工业界广泛关注的焦点。研究表明,解决表面问题是提升高电压LCO性能的最有效途径。本综述系统回顾了高电压LCO所面临的问题,包括相变和裂纹的生成、与氧氧化还原相关的问题以及副反应,以及表面结构的退化。接着,我们深入阐述了表面调制,以及表面调制与电解质调制之间的相互作用。最后,我们展望了更先进的LCO正极的发展前景,包括低成本高质量的制造,设计适用于极端条件(如高温、高速充电、低温等)的LCO正极,并实现约220 mAh·g^(-1)的稳定容量释放。我们期望这项工作能为未来推动高电压LCO的发展和应用提供参考。 展开更多

关键词 licoo_(2) 界面结构 相转变 表面修饰 正极电解质界面

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LiMn_2O_4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其电化学性质 被引量：6

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作者 吴显明 李新海 +2 位作者 许名飞 张云河 何则强 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期376-378,共3页

以醋酸锂、醋酸锰、乙二醇甲醚和乙酰丙酮为原料,采用溶胶 凝胶法制备薄膜锂离子蓄电池正极材料尖晶石LiMn2O4薄膜。用X射线衍射、扫描电镜分析了薄膜的物相和表面形貌,用循环伏安法、充放电和交流阻抗技术研究了薄膜的电化学性能。结... 以醋酸锂、醋酸锰、乙二醇甲醚和乙酰丙酮为原料,采用溶胶 凝胶法制备薄膜锂离子蓄电池正极材料尖晶石LiMn2O4薄膜。用X射线衍射、扫描电镜分析了薄膜的物相和表面形貌,用循环伏安法、充放电和交流阻抗技术研究了薄膜的电化学性能。结果表明该法制备的LiMn2O4薄膜均匀、无开裂,750℃退火5min得到的薄膜的首次放电容量为36μAh/(cm2·μm),经100次循环后每次循环的容量损失为0.037%,薄膜具有良好的电化学性能。 展开更多

关键词 薄膜锂离子蓄电池 LiMn2O4薄膜 溶胶-凝胶法 制备 电化学性质 正极材料

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CTAB辅助电沉积V_2O_5薄膜及储锂性能研究 被引量：1

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作者 李延伟 蒙广伟 +3 位作者 姚金环 朱文凤 李世玉 张灵志 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2014年第11期4-7,23,共5页

以五氧化二钒、双氧水和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用溶胶凝胶法制备了V2O5溶胶,并通过电沉积法在不锈钢基体上制备了正交晶系的V2O5薄膜电极材料。采用X-射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征了V2O5薄膜材料的微观结构和表面... 以五氧化二钒、双氧水和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用溶胶凝胶法制备了V2O5溶胶,并通过电沉积法在不锈钢基体上制备了正交晶系的V2O5薄膜电极材料。采用X-射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征了V2O5薄膜材料的微观结构和表面形貌;采用循环伏安曲线、交流阻抗谱和充放电测试研究了V2O5薄膜作为锂离子电池正极材料的储锂性能。结果表明,在添加3%CTAB的V2O5溶胶中电沉积的V2O5薄膜比未添加CTAB的V2O5溶胶中电沉积的V2O5薄膜具有更高的电化学反应可逆性、更低的电化学反应阻抗、更好的嵌锂活性和倍率性能。 展开更多

关键词 CTAB 锂离子电池 正极材料 电沉积 V2O5薄膜 储锂性能

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溅射功率对LiCoO2薄膜结构及性能的影响研究 被引量：1

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作者 孙闯 黄昊 +3 位作者 于文华 宋欣忆 李镰池 吴爱民 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期357-363,共7页

采用射频磁控溅射技术,在不锈钢衬底上沉积制备了(003)取向的LiCoO_(2)薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电镜、拉曼及电化学测试探究了溅射功率对LiCoO_(2)薄膜结构及电化学性能的影响。结果表明在80-160 W功率范围内,适当增加功率有助于Co... 采用射频磁控溅射技术,在不锈钢衬底上沉积制备了(003)取向的LiCoO_(2)薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电镜、拉曼及电化学测试探究了溅射功率对LiCoO_(2)薄膜结构及电化学性能的影响。结果表明在80-160 W功率范围内,适当增加功率有助于Co与O的键合,提高薄膜的结晶度。功率为120 W时,首次放电比容量为40.9μAh cm-2μm-1,循环100圈后容量保持率为61.2%;但当功率提高到160 W时,由于过快的沉积速率难以与粒子在衬底表面的扩散速率相匹配反而会造成LiCoO_(2)结晶度下降,晶格产生畸变,阻碍了Li+在材料内部的扩散,循环100圈后容量保持率只有54.2%。 展开更多

关键词 固态薄膜电池 licoo_(2)正极薄膜 溅射功率 射频磁控溅射

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脉冲激光沉积系统(PLD)的应用 被引量：4

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作者 李晓兰 郑赛珠 +3 位作者 叶志清 邓海东 饶丰 熊志华 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第6期515-517,共3页

该文重点介绍了作者实验室的PLD系统 ,并介绍一个实例 :在不锈钢衬底上镀LiMn2

关键词 LIMN2O4正极材料 薄膜材料 脉冲激光沉积系统 锂离子电池

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