锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn2+在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的最新研究进展进行综述和评论.     

锂离子电池正极材料Li_(1 x)Mn_2O_4的合成及其性能研究

采用醋酸锰和醋酸锂作为起始反应物,在水溶液中混合均匀,通过加热蒸发形成混合均一的反应前趋体并在不同温度下焙烧可获得最终产物．在８５０℃下,起始反应物锂锰摩尔比例采用１.１：２可获得电化学性能较好的活性材料．利用热重分析及红外光谱对反应历程进行分析并提出了可能的反应机理．对所合成的产物进行ＸＲＤ、结构形貌及电化学性能进行测试研究,表明其颗粒细小、分布均匀、结晶性能好、为蜂窝状结构、比表面积较大,初始容量较高和循环稳定性能良好,初始容量达１２８ｍＡｈ／ｇ．     

掺铬锂电池正E极材料 Li1+xCryMn2-y-xO4的合成及其结构性能的研究

利用液相合成法把掺元元素锂和铬同时均匀地掺入到主尖晶石相中,制得了颗粒细小、分布均匀及电化学性能优良的锂电池活性材料,利用X射线粉末衍射仪、Fourier变换红外分光光度计及电子显微镜对所合成成掺杂材料的结构进行表征,结果表明掺杂后晶胞发生收缩、Mn-O键增强、材料结构稳定、结晶性能好,电化学性能测试结果表明：混合掺杂锂铬元素可更好地改善材料的结构稳定性能,并获得较好初始容量及循环稳定性能。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

具有尖晶石相的LiMn₂O₄因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn₂O₄电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn²⁺在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn₂O₄的最新研究进展进行综述和评论.     

一种新型的锂离子电池正极材料——LiFePO4

介绍了1种新型的锂离子电池正极活性材料LiFePO4并解释了材料的结构特征和电化学过程。LiFePO4具有较高的比容量和良好的循环稳定性等优良的电化学性能,但是目前还存在着制约容量释放的锂离子扩散系数小以及材料导电性能不太好等问题。在回顾该材料研究状态的基础上,说明了只要通过选取适当的制备工艺和进行合适的表面改性可以制备出具有优良电化学性能的LiFePO4粉体。这种粉体具有环境相容性、便宜以及资源丰富等诸多优点,是1种颇具潜力的锂离子电池正极替代材料。     

氧空位缺陷对绿色长余辉发光材料α-Zn_3(PO_4)_2:Mn~(2+),Na~+发光性能的改善作用

利用溶胶–凝胶结合高温煅烧法制备了绿色长余辉发光材料α-Zn3(PO4)2:Mn2+,Na+。通过X射线衍射对产物的相结构进行分析,通过荧光光谱和热释光谱研究其发光本质,并探究了Na+掺杂量对余辉性质的影响。结果表明:制备的样品的结构与α-Zn3(PO4)2相同。样品发射峰位于548 nm处,为绿色发光材料,归属于Mn2+的4T1g–6A1g跃迁。当Na+掺杂量为4%时,样品的发光性能最佳。样品经过紫外光照射后,在暗室中目测其余辉时间约2 h。热释光谱分析表明,掺杂Na+可以增加晶体中Vo¨氧空位缺陷浓度。Vo¨氧空位缺陷浓度的提高有利于捕获更多的激发态电子,延缓激发态电子跃迁回基态,从而达到延长样品的余辉时间。     

利用醋酸盐合成Li1.06Mn2O4及其电化学性能的研究

由醋酸锂和醋酸锰直接合成富锂尖晶石结构Ｌｉ１．０６Ｍｎ２Ｏ４，并由红外光谱及热重分析探讨其反应机理。最终产物具有良好的电化学性能及循环稳定性能。     

锂离子电池正极材料Li1+xMn2O4的合成及其性能研究

采用醋酸锰和醋酸锂作为起始反应物,在水溶液中混合均匀,通过加热蒸发形成混合均一的反应前趋体并在不同温度下焙烧可获得最终产物。在850℃下,起始反应物锂锰摩尔比例采用1．1：2可获是电化学性能较好的活性材料,利用热重分析及红外光谱对反应历程进行分析并提出了可能的反应机理。对所合成的产物进行XRD、结构形貌及电化学性能进行了测试研究,表明其颗粒细小、分布均匀、结晶性能好、为蜂窝状结构、比表面积较大,初始容量较高和循环稳定性能良好,初始容量达128mAh/g。     

掺杂稀土的xSrO.yA12O3系长余辉发光材料的制备及其光学性能

利用SrCO3-A12O3-RE(NO3)3(REEu,Dy)粉体为原料,加入少量酒精,进行预混合、球磨、干燥.将此混合粉体在还原气氛下高温烧成,最终制得不同发光性能的xSrO.yAl2O3RE(REEu,Dy)光致发光材料,并对其性能进行了研究.发光粉体的发射光谱表明,随着A12O3/SrO(摩尔比x)的增加,其相应粉体发射光谱的主峰位置(λE)逐渐向短波方向移动,符合λE=531.018-23.028X关系式.余辉衰减曲线表明,这些发光材料均具有一定的长余辉特性.从而说明只要控制一定的Al2O3/SrO比例,即可获得发光颜色为紫色到绿色的多种发光材料.对于其长余辉机制,认为是加入的Dy3+起到了陷阱能级的作用,它将部分空穴俘获,并在热扰动下,慢慢将空穴释放出来,并再次与介稳态Eu1+复合发光,从而达到延长余辉的作用.     

掺铬锂电池正极材料Li_(1+x)Cr_yMn_(2-y-x)O_4的合成及其结构性能的研究

利用液相合成法把掺杂元素锂和铬同时均匀地掺入到主尖晶石相中 ,制得了颗粒细小、分布均匀及电化学性能优良的锂电池用活性材料 .利用X射线粉末衍射仪、Fourier变换红外分光光度计及扫描电子显微镜对所合成掺杂材料的结构进行表征 ,结果表明掺杂后晶胞发生收缩、Mn—O键增强、材料结构稳定、结晶性能好 .电化学性能测试结果表明 :混合掺杂锂铬元素可更好地改善材料的结构稳定性能 ,并获得较好初始容量及循环稳定性能 .