LiMn2O4在充放电过程中的相变

通过X射线衍射图谱,研究了以LiMn2O4为正极活性物质所组成的锂离子电池室温下在4.5-3.5 V之间多次充放电循环后LiMn2O4电极的变化.放电后尖晶石LiMn2O4微粒表面生成的Li2Mn2O4发生歧化反应,是电池容量损失的原因之一,结合Li-Mn-O相图详细地分析了锂锰氧化物电极在充放电过程中的化学变化.     

原位电聚合苯胺修饰LiMn2O4正极材料的研究

采用苯胺在LiMn2O4电极片表面原位电化学聚合制备锂离子蓄电池复合正极。考察了不同因素对复合电极电池性能的影响;结果表明:扫描电位区间、单体浓度对复合电极的电池性能有较大影响。经修饰后的复合电极表现出良好的电池性能,特别是LiMn2O4材料的高温性能得到明显改善。     

LiMn_2O_4合成条件对其充放电性能的影响

研究了锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的不同合成条件对其充、放电性能的影响。实验采用EMD与Li2CO3为原料,在750℃下合成尖晶石型LiMn2O4实验结果表明,该材料在1mol／LLiClO4＋PC/DME（体积比1：1）电解液中表现出优良的充、放电性能。     

LiMn2O4的Jahn-Teller效应研究

尖晶石LiMn2O4是很有发展前途的锂离子电池正极材料,但它在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。对溶胶凝胶法制备的尖晶石LiMn2O4,及其阳离子掺杂LiMxMn2-xO4(M=Li,Ni-Co)正极材料进行了表面改性(包覆MgO),利用x射线衍射、晶格参数和｜Mn4 ｜/｜Mn3 ｜比值等参数研究了尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应。结果表明:表面改性后的正极材料Li1.05Mn1.9Co0.05Ni0.05O4循环性能明显增强,Jahn-Teller效应得到了有效抑制。     

聚吡咯掺杂对LiMn2O4充放电性能的影响

介绍了采用物理掺杂和化学包覆分别在锂离子电池正极材料LiMn2O4中掺杂不同量的聚吡咯（PPY）的方法,考察了复合材料作为锂离子二次电池正极材料的充放电性能.结果表明,采用物理掺杂时,适量聚吡咯能够明显提高电池的工作电压平台和放电容量.采用化学包覆时LiMn2O4/PPY复合电极具有较大的放电容量但工作电压平台较低.     

磁控溅射在锂离子电池正极中应用的进展

综述了磁控溅射技术应用于薄膜锂离子电池正极材料制备与掺杂改性的研究进展.分别讨论了LiCoO2、V2O5、LiMn2O4、LiNiO2及其掺杂物等薄膜正极的制备与改性及所得电极材料的电化学性能,并对研究方向做了简单的评述.     

锂离子电池材料BaFeO4的制备及性能

研究了锂离子电池负极材料BaFeO4的制备和电化学性能.Ba2+和FeO42-在水溶液中反应合成了BaFeO4,反应产物由X射线衍射分析可能是单相BaFeO4.在室温下测定了BaFeO4的放电容量.电池由BaFeO4电极和过量的锂电极组成,以10 mA/g BaFeO4的恒电流进行充电(Li+脱出)到4.5 V和放电(Li+嵌入)到0 V.在高电位范围(3 374～2 618 mV,vs.Li/Li+)工作的BaFeO4不适合于在锂离子电池中用作正极活性材料,其放电容量低达0.5 mAh/g,但是在低电位范围(290～0 mV,vs.Li/Li+)工作的BaFeO4适合于在锂离子电池中用作负极活性材料,放电容量高达294.0 mAh/g.     

二甲苯用作锂离子电池过充保护的添加剂

二甲苯作为耐过充添加剂加入锂离子电池电解液中,实验发现,当电压为4.5 V(相对于Li/Li+)时,二甲苯开始在正极发生反应.并扩散在正极与隔膜之间.生成的物质阻止了Li+的传递,从而实现了过充电保护.     

负极材料Li4Ti5O12在锂离子电池中应用的进展

介绍了Li4Ti5O12的结构和电化学性能,对该材料与LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4和Li2Co0.4FeMn3.2O8等正极材料的匹配情况进行了评述。Li4Ti5O12可与上述正极材料良好地匹配,组成不同电压的锂离子电池。以Li4Ti5O12作负极材料的锂离子电池比传统锂离子电池的快速充放电性能、循环性能更好,安全性能更高,但成本有待进一步降低。     

LiMn2O4/LiCoO2共混对锂离子电池性能的影响

将LiMn2O4和LiCoO2在强力混合机中混合均匀,获得均匀的共混正极材料。通过电化学测试研究了LiMn2O4/LiCoO2两种电极材料混合比例对锂离子电池循环性能的影响,并比较了LiMn2O4与LiCoO2混合前后在常温和高温环境下循环性能的差异。实验结果表明:在LiMn2O4与LiCoO2共混后制得的锂离子电池在常温和高温环境下都具有良好的循环性能。     

锰酸锂动力电池滥用条件下安全性能研究

采用商品化的LiMn2O4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂动力电池(347080-16Ah),测试其热冲击,穿刺,短路和过充安全实验。研究发现,电池经过热冲击、穿刺和短路测试后,电池未发生爆炸起火现象。但是3C/10V过充后,电池发生爆炸,并放出大量黑烟,电池表面最高温度达到290℃。黑烟的主要成分是CO2、CO、H2、CH4、C2H6、C2H4和炭黑,爆炸后的粉末主要成分为C、MnO和Li2CO3。     

大容量锰酸锂电池的安全性能研究

采用商品化的LMnO4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂动力电池（347080-16Ah）,并对其进行热冲击、穿刺、短路和过充安全等试验。试验结果显示,电池经过热冲击、穿刺和短路测试后,未发生爆炸、起火现象;但是3C／10V过充后,电池发生爆炸,并放出大量黑烟,电池表面最高温度达到290℃;黑烟的主要成分是CO2、CO、H2、CH4、C2H6、C2H4和炭黑,爆炸后的粉末主要成分为C、MnO和Li2CO3。     

动力锂电池的研发现状——第一届动力锂电池国际会议评述

简介了2008年9月14-17日在美国阿贡国家实验室举行的第一届国际动力锂电池会议的学术发展情况。当前各国政府、汽车制造厂商、电池公司和化学试剂公司投入大量的人力、物力开发高性能动力锂离子电池。目前已有LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C、LiFePO4/C、LiMn2O4/C和LiMn2O4/Li4Ti5O12等多个体系的锂离子电池的技术指标接近或已达到电油混合电动汽车的要求。开发4.6 V或以上的高电压、高容量锂离子电池电极材料以及相应的电解液将会是今后长期的研究热点。     

环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护

用循环伏安、充放电仪、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护作用以及对电池综合电性能的影响。研究表明,环己苯在4.7V(vs.Li/Li )发生电聚合反应,生成导电聚合物膜聚环己苯使电池自放电至安全状态,防止了电池的过充;三乙胺与氢质子反应,不但提高了电池的过充能力,而且有效地抑制了电池的膨胀;环己苯与三乙胺的联合应用可使方型锂离子蓄电池(型号:063048)耐2C-10V的过充;在正常充放电状态下,环己苯的加入不影响电池的综合电性能。     

锂离子电池正极材料的性能研究

对电动自行车用锂离子电池正极材料的电性能和交流阻抗特性进行了分析研究。结果表明,LiFePO4和LiMn2O4两种材料各有优点和不足之处,LiFePO4电池的高温性能和荷电保持能力较好,而大电流放电能力和低温性能较差。LiMn2O4电池的大电流放电能力较好,高温荷电保持能力较差。     

26650型Li4Ti5O12锂离子电池的研制

采用LiMn2O4为正极材料,Li4Ti5O12为负极材料制成了26650/2500mAh的锂离子电池,该电池10C放电容量能够达到1.0C放电容量的97.30%,电池在-20℃的条件下以0.5C放电,能够放出25℃条件下容量的98.72%,在55℃的条件下以0.5C放电,能够放出25℃条件下容量的97.83%,1.0C循环测试200次后,容量剩余率为96.10%;电池以3.0C倍率过充到20.0V,没有爆炸和起火,经过针刺短路之后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

锂离子蓄电池材料LiMn2O4的循环性能和结构关系

LiMn2O4的XRD衍射谱中,(311)、(400)衍射峰强度比变化和Li离子、Mn离子在结构中位置变化有关,而Li和Mn的位置直接影响锂离子蓄电池的充放电循环性能.所以从(311)、(400)衍射峰的强度变化可以推知以LiMn2O4为正极的锂离子蓄电池循环性能变化.     

石墨烯在锂离子电池中的应用研究

概述了石墨烯作为锂离子电池常用正极LiFePO4、LiMn2O4和负极Si、金属氧化物等电极材料的添加剂对材料性能的改善,以及其本身作为负极材料对锂离子电池性能的影响,并提出了石墨烯作为锂离子电池电极导电剂新的研究方向。     

锂离子电池过充保护添加剂shuttle的研究

通过在锂离子电池电解液中添加2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯(2,5-diterbutyl-1,4-dimethoxybenzene,简称shuttle)来提高电池的过充保护能力。对磷酸铁锂电池分别进行了循环伏安扫描、常温循环寿命、过充后循环、交流阻抗测试,实验结果表明,在1 mol/L LiPF6/(EC+DEC+EMC)(1∶1∶1)+1%VC电解液中添加2%(质量分数)shuttle,当电压为3.81 V(相对于Li/Li+)时,shuttle开始发生氧化反应,烷氧基发生氧化离解,消耗电池内部过充的电量,提高了锂离子电池的安全性。此外,添加2%(质量分数)shuttle后电池循环性能有所提高,循环180次后,容量保持率从91.60%提高至94.70%。