尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4的合成及其性能

为了提高尖晶石型LiMn2O4材料的循环性能,采用掺杂金属的高温固相合成法合成了尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4材料,并以该材料作正极材料,中间相炭微球(MCMB)为负极材料,组装成562247型方型锂离子蓄电池。测试结果表明,750 ℃下烧结的尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4循环性能最好。在室温下,1 C充放电时电池比能量为83 Wh/kg和195 Wh/L,实际电池中所制材料比容量可达85 mAh/g,循环300次后电池的可逆容量变化很小。另外,还对电池的储存性能、倍率充放电性能及高低温性能进行了研究。     

LiMn1.95Cr0.05O3.95F0.05的合成及电化学性能

以LiNO3、Mn(NO3)2、Cr(NO3)3.9H2O和LiF为原料,采用Penichi法合成锂离子电池正极材料LiMn1.95Cr0.05O3.95F0.05。XRD测试结果表明:样品为尖晶石结构;SEM结果表明:样品的粒径分布范围小,平均粒径为0.5~1.0μm。材料在室温和55℃下充放电50次,放电容量分别为104.6 mAh/g和85.0 mAh/g,且在55℃下的循环性能稳定。     

LiCo0.9Al0.05Ti0.05O2材料的制备及其电化学性能

采用湿混合法进行掺杂物质与主要反应物混料,高温固相烧结制备了锂离子蓄电池正极材料LiCo_(0.9)Al_(0.05)Ti_(0.05)O_2,用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了表征。电化学研究表明材料的实际电池电化学可逆容量达142mAh/g,3.6V放电平台比例达90%,循环性能好。     

LiCoxNi0.5-xMn1.5 O3.95 F0.05:5V锂离子电池正极材料

为改善锂锰氧化物的电化学特性,采用溶胶-凝胶法合成了钴、镍、氟复合掺杂型锂离子电池正极材料LiCoxNi0.5-x Mn1.5O3.95F0.05(x=0,0.1,0.25).XRD分析表明:该复合氧化物仍为尖晶石结构;电化学性能测试结果显示:当x取值0.1时,在3.5～5.1 V电压范围内以0.12 mA/cm2的电流密度进行充放电循环时,LiCo0.1 Ni0.4 Mn1.5O3.95 F0.05材料具有较好的循环特性,初始放电容量可达139 mAh/g.     

柠檬酸含量对纳米正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的影响

在溶胶凝胶法中,螯合剂的含量对材料的性能有较大的影响。采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了尖晶石掺钴锰酸锂LiCo0.05Mn1.95O4粉末。利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒流充放电、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)等分析方法研究了柠檬酸含量对材料的结构和电化学性能的影响。充放电结果表明,当柠檬酸和总金属离子摩尔比为1∶1时制备出的材料具有良好的电化学性能;在3.0～4.3 V之间进行充放电,0.1 C下,材料首次放电比容量达到120.7 mAh/g,循环10次后保持在118.2 mAh/g,1 C下循环20次后放电比容量保持在80 mAh/g左右。SEM表明材料是纳米级别。     

复合Li1.01CoxCr0.2-xMn1.8O3.95F0.05的合成与电化学性能研究

采用柠檬酸络合法合成了尖晶石型锂锰氧化物(Li1.01Mn2O4)和钴、铬、氟复合掺杂锂锰氧化物(Li1.01CoxCr0.2-xMn1.8-O3.95F0.05)。XRD分析表明所合成的样品仍为尖晶石结构。研究发现:在循环使用过程中,尖晶石锂锰氧化物容量的损失在反应第一步主要是由于Jahn-Teller效应,而在反应第二步则主要是由于锂和锰晶格位置的错动;钴、铬、氟复合掺杂可有效改善锂锰氧化物的循环性能,对其高温性能也有一定的改善。     

尖晶石LiCo0.05Mn1.95O4体系EIS分析

用溶胶一凝胶法合成了掺钴的尖晶石锰酸锂Li1.05Co0.05Mn1.95O4,由于Co3+的引入使得材料结构更加稳定,循环稳定性增强.材料在0.1 C下首次放电比容量为105.2 mAh/g,循环20次后为104.3mAh/g,容量保持率为99.1％;1 C下首次放电比容量为92.4 mAh/g,循环20次后放电比容...     

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。     

LiCrxNi3xMn1.8O4的电化学性能

用溶胶-凝胶法合成尖晶石型锂离子蓄电池正极材料LiCrxNi3xMn1.8O4(x=0.05),用X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM)对产物的结构和形貌作了表征,并对材料的电化学性能进行考察.结果表明:合成的LiCr0.05Ni0.15Mn1.8O4具有与母体LiMn2O4同样的尖晶石结构.其中800 ℃合成的LiCr0.05Ni0.15Mn1.8O4具有更稳定的结构和循环可逆性.首次充、放电比容量为120、100 mAh/g,循环41次后容量保持率为98%.循环伏安和充放电结果表明,Cr和Ni同时掺杂使Li 在充/放电过程中的两步脱/嵌过程有转变为一步的趋向.     

掺钴LiMn2O4材料的微波模板法合成

利用微波模板法制备了尖晶石型LiMn2O4-xCoxO4(x=0、0.1、0.2和0.4)锂离子电池正极材料.利用XRD和SEM等方法对样品进行了表征,结果表明:掺杂后的材料仍是尖晶石相,掺杂Co可提高材料的尖晶石结构稳定性.电化学测试结果显示:与纯的LiMn2O4材料相比,掺杂后的材料循环性能得到提高.x=0.2为最佳值,其初始容量为112 mAh/g,40次循环后,容量衰减率为9%.     

溶胶-凝胶法制备Li1.05CrxMn1.95-xO4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1.05CrxMn1.95-xO4(x=0,0.05,0.10),焙烧温度为650、700、750℃,用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)对产物的结构和形貌作了表征,并对材料的电化学性能进行考察,在室温下恒流充放电38次.结果表明:该方法制备的正极材料为单一...     

LiFexMn2-xO4材料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiFexMn2-xO4（X=0,0．05,0．1,0．2）正极材料。XRD测试结果表明该样品具有良好的尖晶石结构。电化学性能测试的结果表明掺杂后的材料均具有较好的循环稳定性。当掺Fe量为0．05时,首次放电比容量为104．37mAh／g,50次循环后比容量还有96．73mAh／g,容量衰减率仅为7．7％。     

锡掺杂对尖晶石型Li4Ti5O12性能的影响

采用传统高温固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12,研究了Sn元素掺杂对Li4Ti5O12的影响。采用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石型结构,Sn元素的掺杂有效地改善Li4Ti5O12电子导电性和循环性能,其中以ST2(nSn:nTi=1:9)为最佳,以0.5 C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到138.69mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在124.30mAh/g,容量保持率为89.62%。     

高温固相法合成的Li4-xAlxTi5O12的性能

采用高温固相法合成了锂离子电池负极材料Li4-xAlxTi5O12(x=0、0.05、0.10、0.15或0.20)。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试,研究了产物的晶体结构和电化学性能。制备的Li4-xAlxTi5O12具有良好的尖晶石结构,其中Li3.90Al0.10Ti5O12的电化学性能较好,以0.5C循环的首次放电比容量为162.21mAh/g,第50次循环的放电比容量为151.91mAh/g,容量保持率为93.65%。     

尖晶石LiMn2O4的表面改性研究

研究了表面包覆TiO2的尖晶石LiMn2O4.XRD、SEM研究结果表明:经包覆处理后的材料仍为尖晶石结构,粒径均匀.电化学性能测试表明:表面包覆可很好地抑制LiMn2O4材料在电解液中Mn的溶解,提高了循环性能.经包覆处理后的样品的电化学反应阻抗增加.2%包覆量的样品的初始容量为114 mAh/g,常温下,20次循环后容量保持率为100%,100次循环后容量保持率为95%.     

锂离子电池正极材料Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的制备及其性能研究

锰酸锂正极材料在充放电循环过程中容量衰减严重,严重影响其大规模应用。针对其容量衰减严重的问题,通过固相制备出Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4正极材料,并用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、充放电测试、CV和EIS对其结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,Mg2+、Na+的掺杂未改变Li Mn2O4的结构。在0.2 C下,样品Li Mn2O4和Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的首次放电比容量分别为127.1 m Ah/g和123.3 m Ah/g,充放电循环100次后,其容量保持率分别为77.34%和94.81%,Mg2+、Na+掺杂后,材料的初始放电比容量略有降低,但循环性能明显得到了改善。在10 C下,Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的放电比容量高达92.4 m Ah/g。实验表明,Mg2+、Na+的共同掺杂有效改善了Li Mn2O4的循环稳定性和倍率性能。     

正尖晶石LiMn2O4的合成与电化学性能研究

采用高温固相反应原理合成了LiMn2O4锂离子电池正极材料,研究了合成原料中n(Li)/n(Mn)(摩尔比)和合成温度以及掺杂金属钴元素对合成产物性能和结构的影响,恒电流充放电结果麦明LiMn2O4容量为115～120mAh/g,掺杂钴以后容量下降而循环性能改善,XRD测试分析表明合成产物具有正尖晶石结构;通过进一步优化材料的粒度和电极制备时控制导电剂的加入量,确定了提高LiMn2O4的容量、改善材料循环性能的其他因素.以合成产物为阴极材料,MCMB为阳极材料,组装的18650型锂离子电池的容量达到了1250mAh,循环300次后容量保持70%左右.     

高温固相法合成水系富锂锰基Li_2Mn_(1-x)Co_xO_3

采用高温固相法合成水系锂离子电池用富锂锰基Li_2Mn_(1-x)Co_xO_3(x=0、0.1、0.5和0.9)正极材料。用SEM和XRD技术对材料进行物相分析,用循环伏安(CV)和恒流充放电(0.5 mA/cm~2、1.00~2.05 V)测试分析电池的电化学性能。掺入金属钴,不改变材料的基本结构;当钴含量x=0、0.1、0.5和0.9时,首次放电比容量分别为66.9 mAh/g、375.8 mAh/g、291.2 mAh/g和331.5 mAh/g,x=0.1的材料表现出最优的电化学性能,比容量可稳定在380 m Ah/g附近,库仑效率稳定在90%以上。