尖晶石LiMn2O4合成工艺的研究进展

尖晶石LiMn2O4的结构和性能与制备工艺紧密相关.本文综述了近年来国内外有关尖晶石型LiMn2O4材料合成的研究进展,详细阐述了各类合成方法的优缺点及合成材料的电化学性能.并展望了LiMn2O4合成工艺的发展趋势.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

本文综述了锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的国内外研究现状,在分析尖晶石型LiMn2O4结构和其作为正极材料相关理论的基础上,阐述了合成技术,包括制备方法、合成温度、材料粒径等对LiMn2O4材料性能的影响;并就掺杂改性分析了选择合适的掺杂离子、掺杂量、合成工艺等对材料性能的影响。     

尖晶石型LiMn2O4正极材料的最新研究进展

尖晶石型锰酸锂以成本低廉、资源丰富和良好的安全性能,成为动力锂离子电池的理想正极材料。但尖晶石LiMn2O4高温循环性能差限制了其应用。阐述了尖晶石LiMn2O4容量衰减的机理;详细介绍了国内外在LiMn2O4正极材料体相掺杂和表面包覆改性的研究进展,并对体相掺杂和表面包覆改性LiMn2O4正极材料电化学性能提高的机理进行了讨论。最后对尖晶石LiMn2O4正极材料今后的发展方向进行了展望。     

烧结温度对尖晶石型LiMn2O4的影响

尖晶石型锰酸锂作为锂离子电池正极材料具有比能量高、循环性能好、成本低、无污染、安全性能好等优点,成为近年来研究的热点。尖晶石型LiMn2O4的结构与性能在很大程度上决定着锂离子电池的商业化。烧结温度是制备LiMn2O4的重要影响因素。从制备方法上综述了温度对尖晶石型LiMn2O4的影响。     

锰酸锂的制备及其在中性电解液中的电容性能

用高温固相法合成尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)电极材料.X射线衍射结果表明:800 ℃下得到纯的尖晶石型LiMn2O4样品.利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法研究LiMn2O4在2 mol/L(NH4)2SO4溶液中的电容性能.结果表明:LiMn2O4电极材料在中性电解液中有较好的电容性能,电极的充放电曲线基本呈线性关系,比容量可达90F/g.电极经500次循环后容量并无衰减,具有极好稳定性.交流阻抗结果显示:LiMn2O4电极材料在2mol/L(NH4)2SO4溶液中内阻仅为0.3Ω.     

四氧化三锰制备尖晶石锰酸锂及电化学性能研究

采用金属锰粉悬浮液氧化法、焙烧法、两步法制备Mn3O4。根据Li2CO3/Mn3O4混合粉体的TG-DTA分析结果,以高温固相法合成尖晶石LiMn2O4。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电技术及交流阻抗,对这合成样品尖晶石LiMn2O4的物相、形貌以及电化学能进行检测分析,采用电位跃迁法测试计算出尖晶石LiMn2O4电极材料的扩散系数。结果表明,用3种不同方法制备的Mn3O4都能合成颗粒大小均匀的尖晶石LiMn2O4,在室温下以0.2 C倍率充放电循环30次时,以悬浮液氧化法制备Mn3O4合成的尖晶石LiMn2O4首次放电比容量和容量保持率分别为130.0 m A·h/g和98.1%,优于另外两种方法制备Mn3O4合成的尖晶石LiMn2O4。以不同Mn3O4合成尖晶石LiMn2O4电极材料的扩散系数DLi+分别为:7.78×10-11,5.01×10-11,3.26×10-11cm2/s。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

综述了锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备、结构及其电化学性能.LiMn2O4具有尖晶石型结构,为锂离子的脱嵌与嵌入提供了三维隧道空间,它具有3 V和4 V两个电压平台,成为锂离子电池最有吸引力的材料.     

四氧化三锰制备尖晶石锰酸锂及电化学性能研究

采用金属锰粉悬浮液氧化法、焙烧法、两步法制备Mn3O4。根据Li2CO3/Mn3O4混合粉体的TG-DTA分析结果,以高温固相法合成尖晶石LiMn2O4。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电技术及交流阻抗,对这合成样品尖晶石LiMn2O4的物相、形貌以及电化学能进行检测分析,采用电位跃迁法测试计算出尖晶石LiMn2O4电极材料的扩散系数。结果表明,用3种不同方法制备的Mn3O4都能合成颗粒大小均匀的尖晶石LiMn2O4,在室温下以0.2 C倍率充放电循环30次时,以悬浮液氧化法制备Mn3O4合成的尖晶石LiMn2O4首次放电比容量和容量保持率分别为130.0 m A·h/g和98.1%,优于另外两种方法制备Mn3O4合成的尖晶石LiMn2O4。以不同Mn3O4合成尖晶石LiMn2O4电极材料的扩散系数DLi+分别为:7.78×10-11,5.01×10-11,3.26×10-11cm2/s。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

综述了锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备，结构及其电化学性能，LiMn2O4具有尖晶石型结构，为锂离子的脱嵌与嵌入提供了三维隧道空间，它具有3V和4V两个电压平台，成为锂离子电池最有吸引力的材料。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的高温性能研究进展

综述了尖晶石结构LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的高温热分解和在高温充/放电过程中容量衰减的最新研究进展;概述了解决LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的高温容量损失问题而进行的各种改性的研究情况;提出了改进LiMn2O4正极材料高温性能的建议和方法。     

SnO2对尖晶石LiMn2O4电极材料的改性

为提高锂离子电池正极材料LiMn2O4在高温下的循环性能,以Sn(OCH2CH2OCH3)4为原料,采用溶胶-凝胶法在LiMn2O4表面包覆了一层稳定的二氧化锡层. 用X射线粉末衍射和扫描电镜对包覆前后LiMn2O4的结构进行了表征. 结果表明,二氧化锡包覆层的存在减少了LiMn2O4与电解液的直接接触,有效地抑制了高温下LiMn2O4与电解液的相互作用,减少了锰在电解质中的溶解;经表面修饰处理后,LiMn2O4正极材料的初始容量虽稍有下降,但高温下(60℃)的充放电循环稳定性能得到了显著提高,40次循环后的高温容量衰减由改性前的31%降低到12%,并且电池的自放电速率也显著减小. 作为锂离子电池的正极材料,该表面改性材料是众多取代LiCoO2材料中最具竞争力的材料之一,也有望成为锂离子动力电池的正极材料.     

球磨条件对由电解MnO2制备的LiMn2O4的结构、形貌和性能的影响

使用工业电解MnO2为原料和高温固相法合成了LiMn2O24正极材料,通过SEM,XRD,循环伏安以及电化学测试对合成的LiMn2O4材料进行了表征,详细考察了电解二氧化锰（EMD）预球磨过程中球的大小和质量配比对EMD粒径和形貌的影响以及对合成的LiMn2O4电化学性能的影响。实验结果表明,当全部使用小球（直径6mm）预磨MnO2时,所制备的LiMn2O4尖晶石样品的晶粒尺寸适中,分布均匀,形貌较好,并与理论拟合结果完全一致。用0．5C倍率,在3．4～4．35V电压和常温下,LiMneO4的首次放电比容量达到120mAh／g,20次循环后的容量保持率仍为97％。     

溶胶凝胶法制备LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05及其电化学性能

采用溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4、LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对合成材料的结构及物理性能进行了表征。将合成材料作为锂离子电池正极活性材料,用循环伏安、交流阻抗及充放电测试的电化学测试方法对材料进行了电化学的研究。结果表明,合成的LiNi0.01Co0.01Mn1.98O3.95F0.05材料的初始容量高于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4,而循环性能优于LiNi0.01Co0.01Mn1.98O4和LiMn2O4,显示了阴阳离子复合掺杂对于阳离子单一掺杂的优势。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的改性研究

用具有高比表面积的TiO2纳米带改性尖晶石型LiMn2O4 ,以提高其电化学性能和循环使用寿命。用X射线衍射仪、热分析仪、扫描电子显微镜和电池性能测试系统对产物的组成、热稳定性、微观形貌和充放电性能进行表征。结果表明：TiO2纳米带均匀分散在尖晶石LiMn2O4 中,而LiMn2O4 的晶体结构并未发生变化;充放电性能测试表明,当TiO2纳米带的加入量为2．0wt％时,改性LiMn2O4 具有较高的放电比容量及循环容量保持率,0．5C倍率下首次放电比容量为136mAh／g,50次循环后容量保持率为93．3%;TG—DSC数据研究表明,改性LiMn2O4 电极的热稳定性有所提高。     

铬掺杂锰酸锂的正极材料离子热法制备及其性能

以乙醇胺醋酸盐作为反应介质,采用硫酸铬、一水氢氧化锂和新制备二氧化锰为原料,在常压低温下采用离子热法和后续高温处理,制备了正极材料LiMn2O4及其掺杂改性物LiCr0.1Mn1.9O4。分别对材料的形貌和电化学性能进行XRD、SEM和充放电测试。SEM测试结果表明：LiMn2O4和LiCr0.1Mn1.9O4均为棒状结构,集中呈现为长宽分别为1.2 μm、200 nm。充放电测试表明：金属铬的掺杂能有效提高材料的循环性能,在0.1 C倍率下,材料 LiCr0.1Mn1.9O4首次放电比容量为123.6 mA·h/g,经历前10个循环的容量少量衰减后,其后的50次循环中容量基本不变。     

尖晶石锰酸锂表面化学镀钴研究

表面化学镀钴对LiMn2O4进行改性,X射线衍射、扫描电子显微镜、交流阻抗及恒电流充放电等技术检测和分析合成产物的物相、形貌及电化学性能。研究表明,与未镀钴的LiMn2O4相比,镀钴LiMn2O4粉末的X射线衍射峰强度有所变弱,样品颗粒表面粗糙,有许多小孔。化学镀钴后的LiMn2O4放电容量由改性前的123mA.h/g下降到改性后的112mA.h/g,室温下经20次循环后的容量保持率为96.8%,高于未镀钴的85.8%。55℃经20次高温循环后的比容量保持率为91.7%,远高于未镀钴的76.2%。表面镀钴后LiMn2O4的循环性能得到了显著改善。     

Li—Mn—O体系锂离子电池正极材料的结构与性能

总结了当前对Li-Mn-O体系各种锂离子电池正极材料LiMn2O4、LiMnO2、Li4Mn5O9和Li4Mn5O12,在全成和充放电过程中的结构特征和结构变化过程，以及材料的结构和结构的变化对电化学性能的影响。