铬离子表面改性锂离子阴极材料LiMn2O4及对其性能影响研究

锰酸锂（LiMn2O4）作为正极材料,具有良好的循环性能、较高的容量、较低的价格以及绿色环保等特性．因此,近年来成为电池研究的热点。但该材料高温性能不佳成为制约其广泛应用的主要瓶颈。本研究中,采用铬离子对其表面进行改性,并通过x-射线衍射、扫描电镜（SEM）、充放电循环测试对合成产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行表征,进而研究影响产品的高温性能的主要因素,并筛选出较为合适的改性条件以提高锂电池正极材料LiMn2O4的电化学性能。     

正极材料LiMn2O4的高温改性研究

为提高锂离子电池正极材料LiMn2O4在高温下的循环性能，以正硅酸乙酯为原料，采用溶胶一凝胶法在LiMn2O4表面包覆了一层稳定的二氧化硅层。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，二氧化硅包覆层的存在减少了LiMn2O4和电解液的直接接触，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，但其在高温下（55℃）其充放电循环稳定性能得到了显著提高，100次循环后仅衰减20％，并且电池的自放电速率也显著减小。     

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.     

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。     

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。     

LiMn2O4正极材料高温电化学性能的研究

采用固相反应法制备了正极材料LiMn2O4与LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1，对它们进行XRD和SEM测试，并组装成双电极实验电池进行高温电化学性能比较。结果表明：Al^3 与F^-1掺杂的LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1具有较好的尖晶石结构及微观形貌，不同于LiMn2O4，在高温(55℃)下充放电时，LiAl0.1Mn1.9O3.9F0．1经过15次循环后，容量为110mAh/g，保持在96％以上，交流阻抗研究也显示了其良好的电化学性能。     

丁二酸酐在锂离子电池电解液中的应用

在锂离子电池电解液1 mol/L六氟磷酸锂/碳酸乙烯酯+碳酸二甲酯+碳酸甲乙酯（体积比为1∶1∶1）溶液中添加丁二酸酐作为提高电池充放电效率的添加剂。 采用恒流充放电测试、循环伏安曲线、线性伏安曲线和电化学阻抗谱等手段,研究了添加剂丁二酸酐对电解液电化学稳定窗口的影响,以及丁二酸酐与锰酸锂材料的相容性。结果表明：在电解液中添加2%（质量分数）的丁二酸酐,提高了LiMn2O4/Li电池常温和高温容量保持率。丁二酸酐可以优先于基础电解液发生少量氧化分解,从而降低了LiMn2O4/Li电池的极化。同时,丁二酸酐也可降低电池循环过程的阻抗。     

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。     

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.     

不同方法合成LiMn_2O_4对其形貌及性能影响研究

尖晶石结构的锰酸锂(LiMn2O4)由于其对环境友好,价格较为便宜,已经成为未来动力锂电池的适用阴极材料之一。不同的合成方法以及合成条件对锰酸锂的形貌及其性能具有极大的影响。本研究分别采用溶剂凝胶法、固相法、熔融盐法方法合成LiMn2O4。并通过X-射线衍射、扫描电镜(SEM)、循环伏安法电池性能测试对合成产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行表征,进而研究影响产品的性能及形貌的诸多因素,并筛选出较为合适的合成条件以提高锂电池正极材料LiMn2O4的电化学性能。     

Li2MnO3复合LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料制备及电化学性能研究

通过采用共沉淀法制备了Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,利用固相法研磨混合碳酸锰和碳酸锂,在氧气氛围下煅烧制备得到了Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料,通过利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）和透射电镜（TEM）表征了所制备材料的结构、成分和形貌等。通过恒流充放电、交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行测试。结果表明,与未改性材料进行对比,3%（质量分数）Li₂MnO₃复合改性材料0.5C下首次放电容量为183 mA·h/g,经过120次充放电循环,容量保持率为93.9%;同时,在高倍率下复合改性材料放电容量也得到提高。因此,采用固相法煅烧复合Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料,可以制备出电化学性能优异的正极材料。     

微通道反应器共沉淀法制备钴掺杂一氧化锰及其储锂性能

以乙酸锰、乙酸钴、草酸为原料，采用微通道反应器共沉淀法合成了花朵状的钴掺杂氧化锰（Mn1-xCoxO）锂离子电池负极材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）对电极材料的结构、形貌和元素状态进行了表征。采用恒流充放电测试和电化学工作站研究了钴不同掺杂量对一氧化锰负极材料电化学性能的影响。研究发现，随着钴掺杂量逐渐增加，Mn1-xCoxO由棒状演变为花朵状结构，比容量随着钴掺杂量增加先增加后下降。合成的Mn0.95Co0.05O在5C倍率下循环200次后放电比容量为496.7 mA·h/g，与未掺杂的一氧化锰相比其比容量提高约40.0%，显示出较好的电化学性能。     

二氧化钒及其掺W粉末的制备及表征

二氧化钒(VO2)是一种热敏材料,在341 K可以发生从半导体单斜晶相VO2(M)到金属导体相VO2(R)的可逆转变,这种相变伴随着VO2的电、磁和光学性质发生突变,由于其相变的特性,使VO2被广泛应用。文章采用水淬-水热法,制备了VO2(B)粉体及其W掺杂粉体,经过热处理VO2(B)可以转变为具有相变特性的VO2(M),利用SEM、XRD、DSC等手段对VO2(B)和VO2(M)及其W掺杂粉体进行了表征。     

二氟磷酸锂的制备及电化学性能研究

为探究二氟磷酸锂（LiPO₂F₂）的制备方法及其对锂离子电池性能的影响,尝试以六氟磷酸锂（LiPF₆）和磷酸锂（Li₃PO₄）为原料,采用固相法制备LiPO₂F₂,通过核磁共振（NMR）、X射线衍射（XRD）、离子色谱（IC）对材料做了物相研究和定性检测;通过充放电测试、循环伏安（CV）、电化学阻抗（EIS）研究了材料对电池性能的影响。测试结果表明,以LiPF₆及Li₃PO₄为原料可制得LiPO₂F₂,LiPO₂F₂作为添加剂加入电解液中使得电池电极极化现象有所减弱,电池正负极材料的成膜电阻明显减小,同时提高了电池的循环稳定性及高温存储性能。     

钴掺杂氧化锰超级电容器的制备及其性能研究

用阴极还原二价锰和二价钴的方法在碳纤维上共沉积了Mn(OH)2和Co(OH)2前驱物,通过干燥和热处理过程制备了钴掺杂的氧化锰(CMO)。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)对CMO电极的形貌、结构和元素状态进行表征,用电化学工作站研究了电极材料的电化学性能。结果显示,由于钴原子进入氧化锰晶胞中,增加氧化锰的面间距,改善了氧化锰的电化学性能。     

铁锗合金负极的限域封装及锂离子存储性能

锂离子电池商用负极石墨由于低的理论比容量（372 mA·h/g）无法满足日益增长的高能量密度需求。锗负极材料凭借更高的理论比容量（约为1 600 mA·h/g）被认为是一种很有前途的材料。但锗基负极材料在充放电过程中存在巨大的体积变化,使得其电化学性能差。因此,设计并制备了一种独特的锗基复合材料,该材料的合成首先采用溶剂热法制备有机-无机杂化Ge-Fe-O_x/EDA纳米线,接着进行多巴胺包覆,随后通过高温焙烧在内部原位生成FeGe/FeGe₂合金相和表面形成碳包覆,从而制得了限域封装的Ge/FeGe/FeGe₂@C纳米线铁锗合金负极。这种独特的结构有效提升锗负极材料的导电性和抑制体积变化,因此复合材料展现出优异的倍率性能（当电流密度为5 A/g时,放电比容量为450 mA·h/g）和良好的长循环稳定性（在电流密度为1 A/g条件下循环400圈后,放电比容量为547 mA·h/g）。     

磁性四氧化三铁制备及对废水重金属离子净化*

近年来,磁性吸附材料易于回收利用,在工业水处理方面具有独特的优势。以硫酸亚铁和尿素为原料,在水和甘油混合溶剂体系,通过水热合成技术制备了磁性四氧化三铁吸附材料。采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对制备的四氧化三铁进行表征,同时研究了四氧化三铁对二价铅离子（Pb2+）的吸附性能。结果表明：制备的氧化铁为纯的磁性四氧化三铁;甘油加入量对四氧化三铁的形貌有较大影响,当甘油加入量为8 mL时制备的四氧化三铁呈细丝状,对铅离子的吸附性能也最佳,傅里叶红外光谱（FT-IR）显示四氧化三铁和二价铅离子之间发生了化学吸附作用。制备的四氧化三铁对重金属离子具有良好的吸附性能且易回收,在工业水处理方面具有良好的应用前景。     

碳酸钾活化一步法制备高比表活性炭及其电容性能的研究

以废弃烟叶为碳源、碳酸钾为活化剂一步法制得烟草基多孔碳。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附分析（BET）和拉曼光谱（Raman）等手段对多孔材料进行表征。结果表明,材料表面含有醚基、羧基等杂原子基团,具有丰富的孔道结构,比表面积高达2 058 m²/g。三电极体系中的电化学性能结果表明,当碳酸钾与废弃烟叶质量比为3∶1时具有最佳储电性能,其在1 A/g电流下比容量可达337 F/g;10 A/g时循环充放电2 000次,材料的容量保持率为97.3%,具有良好的倍率性能和循环稳定性。     

不同方法合成LiNi0．5Mn1．5O4对其形貌及性能影响研究

锰镍酸锂（LiNi0．5Mn1．5O4）作为正极材料,具有良好的循环性能、较高的容量、高而单一的放电平台．因此,近年来成为电池研究的热点。不同的合成方法以及合成条件对镍锰酸锂的形貌及其性能具有极大的影响。本研究分别采用溶剂凝胶法、固相法、熔融盐法方法合成LiNi0．5Mn1．5O4并通过X-射线衍射、扫描电镜（SEM）、循环伏安法电池性能测试对合成产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行表征,进而研究影响产品的性能及形貌的诸多因素,并筛选出较为合适的合成条件以提高锂电池正极材料LiNi0．5Mn1．5O4的电化学性能。