溶胶凝胶法制备尖晶石型LiMn2O4的研究现状及展望

综述了用溶胶凝胶法制备锂离子电池正极活性材料尖晶石型LiMn2O4的方法及其发展方向。溶胶凝胶法制备材料具有贩优越性,研究工作取得了很大进展,但还不够系统深入,工业化尚有较大困难,认为这一领域的研究方向为：溶胶凝胶过程的基础性研究;尖晶石型LiMn2O4正析材料的掺杂改性、低温合成、纳米化和薄膜化;优化工艺过程,降低制备成本,实现工业化。     

溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料研究进展

随着社会的迅速发展,能源短缺和环境恶化两大问题严重制约了全球社会文明发展以及经济发展。锂离子电池具有能量密度高、自放电率小、无记忆效应、循环性能好等诸多优点,广泛应用于各种电子设备、新能源汽车、储能系统等领域。锂离子电池的正极材料直接决定了电池的性能,研究正极材料的制备方法至关重要。综述了溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料的研究进展以及溶胶-凝胶法改性正极材料的制备,并对溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料未来的研究方向进行展望。     

溶胶-凝胶法在锂离子电池正极材料制备中的应用与发展

分别介绍了锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、多元复合层状氧化物及磷酸铁锂的溶胶-凝胶法合成。探讨了采用不同元素掺杂来提高比容量和循环稳定性的改性方法。提出了目前溶胶-凝胶法在锂离子电池正极材料制备中存在的问题,并展望了它未来的发展趋势。     

碳酸盐溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4

以聚丙烯酸和碳酸盐(Li:Ni:Mn＝1.05:0.5:1.5)为主要原料,用溶胶-凝胶法合成了LiNi0.5Mn1.5O4.用X射线衍射、DSC-TGA、SEM和恒电流充放电技术研究了工艺条件对材料结构、微观形貌和电化学性能的影响.碳酸盐溶胶-凝胶法可以制备单相尖晶石结构LiNi0.5Mn1.5O4,其放电比容量高达134 mAh/g,经45次循环后仍然可保持初始放电容量的98%.     

聚丙烯酸法合成锂离子电池正极材料LixMn2O4

以聚丙烯酸为载体通过溶胶凝胶法合成纳米级尖晶石结构的锂离子电池正极材料LixMn2O4(1＜x＜1.12).讨论锂锰摩尔比、烧结温度对产物结构的影响.此外,改进了传统烧结方法,对烧结产物进行回火处理.实验结果表明,烧结温度为550℃时晶化完全,结构完整;当锂锰比为1.082时性能较佳,初始容量为125mAh/g;回火可改善LixMn2O4材料的性能.     

溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li_(1+x)V_3O_8的初步探讨

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1+xV3O8,并用X射线衍射、扫描电镜观察、充放电循环测试、循环伏安法扫描等,研究了Li1+xV3O8的物相结构、表面形貌以及电化学性能等,并探索了合成工艺条件对材料的电化学性能的影响。结果表明,温度为400℃时合成的Li1+xV3O8晶粒较为细小均匀,粒径大小相对较为均一,颗粒大小在0.5—1.0μm左右,这些小晶粒将有效地增加其比表面积,同时电化学性能较好,10mA/g的电流密度下首次放电容量为230 mAh/g,20次循环之后容量仍能达到180 mAh/g,循环性能较好。随着合成温度增高,首次放电容量减小,循环效率降低。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的改性研究

分别采用过渡元素掺杂和不同聚合物(聚丙烯晴和聚噻吩)包覆的方法对锂离子电池用正极材料LiMn2O4进行改性,研究了改性前后LiMn2O4的电化学性能.结果表明采用掺杂改性和聚合物包覆改性都可以提高LiMn2O4的电化学性能,减缓容量衰减.但单纯用一种方法改性效果都不理想,而将两种方法结合起来使用则不仅能有效地阻止电池在室温下的容量衰减(在前60个循环中,改性前电池的放电容量从119.1mAh/g下降到99.6mAh/g,平均每个循环的容量衰减率为0.27%,经Cr元素掺杂再用聚丙烯腈包覆后电池的放电容量从94.6mAh/g下降到91.8mAh/g,平均每个循环的容量衰减率为0.05%),而且使电池在高温下(60oC)也有很好的循环性能.     

锂离子电池正极材料的研制新进展

综述了锂离子电池正极材料的最近发展动态,着重介绍了被修饰的正极材料、O3-LiCoO2、LiFeO2的合成方法及电化学性能。展望了锂离子正极材料的发展趋势。     

废旧锂离子电池溶胶-凝胶法制备钴铁氧体的研究

以硫酸加双氧水溶解废旧锂离子电池所得的溶液为原料,以酒石酸为凝胶剂用溶胶-凝胶法制备出具有尖晶石结构的钴铁氧体,借助于XRD、振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了研究.研究表明,制备钴铁氧体的适宜条件为:酒石酸和总金属离子的比例为2:1,pH值=8.2,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h.所得样品的剩余磁化强度为23.5kA·m-1,饱和磁化强度为67.7kA·m-1,矫顽力为45.2kA·m-1.     

固相配位化学反应法合成LiMn2O4的研究

采用固相配位反应法合成了锂离子电池阴极材料LiMn     

锌掺杂正极材料尖晶石LiMn_2O_4的制备及电化学性能

为改善锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学循环性能,以乙酸锂、乙酸锰和乙酸锌为原料,采用固相法制备了LiMn2-xZnxO4(x=0.02、0.04、0.06),并与未掺杂的LiMn2O4进行性能比较。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明所制备的LiMn2-xZnxO4具有与LiMn2O4同样的尖晶石结构,锌的掺入细化了尖晶石颗粒,增强了Li+在固相中的扩散能力。电化学测试结果显示锌掺杂能抑制LiMn2O4的电化学容量衰减现象,使其循环性能得到显著提高。其中LiMn1.96Zn0.04O4表现出最佳的循环性能,循环20次后放电容量可保持在106.6mAh/g。     

SnO2-reduced graphene oxide nanoribbons as anodes for lithium ion batteries with enhanced cycling stability

A nanocomposite material of SnO2-reduced graphene oxide nanoribbons has been developed. In this composite, the reduced graphene oxide nanoribbons are uniformly coated by nanosized SnO2 that formed a thin layer of SnO2 on the surface. When used as anodes in lithium ion batteries, the composite shows outstanding electrochemical performance with the high reversible discharge capacity of 1,027 mAh/g at 0.1 A/g after 165 cycles and 640 mAh/g at 3.0 A/g after 160 cycles with current rates varying from 0.1 to 3.0 A/g and no capacity decay after 600 cycles compared to the second cycle at a current density of 1.0 A/g. The high reversible capacity, good rate performance and excellent cycling stability of the composite are due to the synergistic combination of electrically conductive reduced graphene oxide nanoribbons and SnO2, The method developed here is practical for the large-scale development of anode materials for lithium ion batteries.     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

由于硅负极不能在商业上大规模应用,研究者采用多种改性制备方法,提高硅基负极材料初始放电容量和循环性能。综述了近年来改善硅基负极材料性能的几种制备方法,指出了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

锂离子二次电池负极材料的研究综述

总结了在碳材料、合金材料和复合材料等3个锂离子电池负极材料研发的主导方向上的开发情况和它们各自特点,描述了目前的研究所面临难题,给出了锂离子电池负极材料研发取得重大突破的可能途径和建议.     

锂离子电池正极材料镍酸锂的合成

研究了锂离子正极材料镍酸锂（ＬｉＮｉＯ２）的合成条件,主要考查了原料Ｌｉ／Ｎｉ摩尔比、反应气氛、预处理工艺和热处理方式对产物的影响,是到了ＬｉＮｉＯ２的最佳合成条件：原料为ＬｉＯＨ．Ｈ２Ｏ和β－Ｎｉ（ＯＨ）２．Ｌｉ／Ｎｉ摩尔比为１．０５：１,反应气氛为氧气,预处理方式为混合球磨后压块成型,热处理方式为两次热处理,经Ｘ射线衍射分析,合成的镍酸锂为层状结构,经电化学测试,其具有优良的电化学性能。     

锰氧化物/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极的研究

以天然石墨为原料,采用改进的Hummers法合成含Mn的氧化石墨;400℃条件下氢气还原制备了锰氧化物/石墨烯复合材料。利用XRD、SEM和TEM对所制备的复合材料进行了表征。结果表明锰氧化物(MnOx)颗粒均匀地分布在石墨烯片层表面。将复合材料作为锂离子电池负极进行研究,在50mA/g电流密度下,首次库伦效率为70.4%,可逆容量达876mAh/g,并且具有良好的循环性能,在30次循环后仍保持在700mAh/g以上。     

水热法制备尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展

介绍了近年来国内外有关水热法合成锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4的研究工作,从锰源的选取对尖晶石锂锰氧化物的水热制备方法中存在的优缺点进行了比较和评述。对今后LiMn2O4水热合成研究以及发展方向等方面做了阐述。     

锂离子电池阴极材料Li_(1+x)Mn_2O_4的合成与特性

对Ｌｉ１＋ｘＭｎ２Ｏ４的合成性能进行了初步的探索。原材料采用分析纯Ｌｉ２ＣＯ３和电解二氧化锰，对原材料ＭｎＯ２进行热处理，使之成为ε相并排除结晶水。制备了四个系列的样品，其各自的ｘ含量、首次加热温度、再次加热温度、退火方式有所不同。对样品进行ＸＲＤ分析及电性能测试，说明了ＭｎＯ２中必须除去结晶水的原因，找到了最佳合成温度范围，确定了最佳性能时的ｘ值。