实验采用的TiO_2纳米材料是通过水热合成法制备并进行碳化得到。将所得的TiO_2纳米材料作为硫载体,用熔融吸附法缓慢将硫单质融入载体中,最后得到C/S/TiO_2复合正极材料。材料的结构表征主要采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),结果表明,TiO_2基体由大小在40~60 nm范围内的颗粒聚集成薄片,薄片为微米级。实验采用335m A/g的电流密度对组装的扣式电池进行电化学性能测试。结果表明,C/S/TiO_2复合材料的首次放电比容量可达到1 512 m Ah/g,经过100次循环后放电比容量为710 m Ah/g;当采用0.5 C放电时,电池的放电比容量为869 m Ah/g,随着充放电倍率由0.8 C增加到2 C,电池的可逆比容量依次为794、722、668 m Ah/g,表明通过加入TiO_2,在大的充放电密度下电池的循环稳定性得到了很大的提高。
采用高温合成法对掺杂Ni和Fe固体物质锰基锂正极材料进行研究,制备出锰基锂正极半导体材料Li Ni0.5Mn1.5O4,Li Ni0.5Mn1.5Fe0.1O4和Li Ni0.5Mn1.5Fe0.2O4,利用X射线衍射仪分析该产物的晶体结构,运用紫外可见光纤光谱仪测试该材料的光谱特征,采用高精度电池测试仪测试半电池的充放电特性.测试结果表明:锰基锂正极半导体材料为立方尖晶石结构,其晶体结构是立方晶系,Fd3m空间群.Li Ni0.5Mn1.5O4,Li Ni0.5Mn1.5Fe0.1O4和Li Ni0.5Mn1.5Fe0.2O4的紫外可见光吸收系数分别处于0.830,0.839和0.857时,禁带宽度分别为0.989 e V,0.966 e V和0.922 e V.半电池电特性测试表明:充放电电压范围处于3.45 V^4.8 V区间,充放电出现了2个平台.
富锂材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54-x)Zr_xO_2(x=0,0.02,0.05,0.1)是采用高温固相法合成,研究中采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)及电化学方法等手段进行了表征。实验结果表明,随着Zr含量增加,材料的晶胞参数发生较大变化,Zr的掺杂抑制了Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2高温合成时Mn3+的产生,有利于锂离子的可逆脱嵌,所合成富锂材料的粒径分布均匀,结晶性较佳。此外,电特性测试结果表明,Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.49Zr0.05O2富锂材料具有较佳的电性能,0.1 C下放电比容量达366 m Ah/g,循环100次后放电比容量保持率为96%。
