不同锰源合成尖晶石型Li_xMn_2O_4及其性能

以自制γ MnO2(SPDM)和电解二氧化锰(EDM)为原料,采用流变相法合成了尖晶石型锂锰氧材料。应用XRD,SEM,TG和DSC等手段研究了原材料性质和配比等因素对合成尖晶石型锂锰氧的结构、粒径、比表面积以及充、放电性能的影响。结果表明,采用流变相法在700～760℃下,反应12h即可得到均相、无杂质、锰平均氧化价态接近3.5的LixMn2O4正极材料;以SPDM为锰源较EMD为锰源在相同条件下合成的尖晶石材料的首次充、放电容量更高,比表面积更大,粒度更小;当原材料中n(Li)/n(Mn)在一定范围内变化时,合成的锂锰氧的晶格常数随材料中锂与锰摩尔比的增大而减小。     

复合锰源前驱体制备的尖晶石锰酸锂的结构与性能

以复合锰氧化物为锰源前驱体,采用多段高温热处理工艺合成了尖晶石锰酸锂(LiMn2O4),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试等研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:随着类球形Mn3O4组分在复合锰源前驱体中的占比提高,合成的尖晶石锰酸锂的晶格常数增大,晶胞体积变大...     

聚苯胺在LiCoO2和LiMn204正极中的双重功能

用化学聚合法合成聚苯胺(PAn),并考察其在LiCoO2和LiMn2O<,4>正极中的双重功能.结果表明:在优化条件下PAn的产率y=94.06%、导电率σ=18.39 S/cm,大于乙炔黑(AB)的导电率σ=7.77 S/cm;以制备的PAn为锂离子电池正极活性材料,在不添加其他导电剂对其进行恒电流充、放电试验(电流密度J=15 mA/g)时,第三循环的比放电容量D3=60.8mA·h/g、充、放电效率n3=94.56%;PAn在正极中兼有活性材料的功能;以LiCoO2和尖晶石LiMn2O<,4>为正极活性材料,以PAn替代AB作为导电剂进行恒电流充、放电试验,在电流密度分别为15、30、45和60 mA/g时,比充、放电容量都增大,表明正极的极化程度减小;正极在经过较大电流密度(60 mA/g)充、放电后,再以小电流密度(15 ma/g)进行充、放电时,比充、放电容量几乎没有变化,表明经较大电流密度(60 mA/g)充、放电后,LiCoO2和尖晶石LiMn2O<,4>的贮锂结构没有改变.     

LiMgxNi0.5-xMn1.5O4的制备和电化学性能

为改善LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能,采用流变相法合成掺镁的锂离子电池正极材料LiMgxNi0.5-xMn1.5O4(x=0,0.05,0.1)。XRD测试结果表明所得材料仍为尖晶石结构。电化学性能测试结果显示:当x取值0.1,在3.5～4.9V电压范围内进行充放电循环时,材料LiMg0.1Ni0.4Mn1.5O4具有较好的循环性能,1C充放电时,初始放电比容量可达110.22mAh/g,30次循环后容量衰减率仅为7.7%。     

锂离子电池正极材料Li1.03CexMn1.97-xO4的制备及性能

采用以柠檬酸为络合剂的溶胶-凝胶法,制备具有尖晶石结构的Li1.03CexMn1.97-xO4(x=0.01,0.02,0.03)系列化合物。材料的晶体结构通过X射线衍射光谱(XRD)法进行表征,而其电化学性能通过循环伏安法(CV)和恒流充放电进行表征。XRD结果表明,合成的锂锰氧化物具有典型的尖晶石结构,但随着掺杂量的增加,CeO2杂质相逐渐出现。通过循环伏安法进行测试,其氧化峰与还原峰峰型明显。分别采用1/3C和1C倍率对正极材料进行恒流充放电测试,结果发现,Li1.03Ce0.02Mn1.95O4具有良好的循环性能,因而适量Ce元素的掺杂可以有效的改善尖晶石型锰酸锂的循环性能。     

熔融浸渍法LiMn2O4的制备及性能

利用电解二氧化锰（EMD）和碳酸锂为原料，采用熔融浸渍法合成了尖晶石型锂锰氧化物LiMn2O4，并用热重分析（TGA）、粉末X射线衍射技术研究了合成条件对产物的晶体结构、电化学性能的影响。研究结果表明，在合成的后续阶段反应时间的长短对产物的晶体结构和电化学性能的影响很大，时间长，会使LiMn2O4分解为Li2MnO3和Mn2O3;LiMn2O4的初始放电比容量也随反应时间的延长而下降。在最佳条件下合成的LiMn2O4的首次放电比容量高达132.4mAh/g，50次循环后的放电比容量还保持在125.6mAh/g的水平。     

掺杂Pr3+的尖晶石LiPrxMn2-xO4的合成及电化学性能

采用溶胶凝胶法合成掺杂稀土镨离子的锂锰尖晶石LiPrxMn2-xO4,并对其结构和电化学性能进行初步研究.结果表明,当掺入的Pr3+含量较低(x≤0.02)时,得到的产物能保持完整的尖晶石结构,并表现出极佳的电化学性能.Pr3+的掺入使材料的循环稳定性能大幅度提高,而这种提高是源于Pr3+对尖晶石结构的稳定作用.电极材料LiPr0.02Mn1.98O4显示了最优的电化学性能,在0.2 C放电速率下,其初始放电容量为118 mAh·g-1,100次循环后仍能保持初始容量的98%.     

Li_(1+x)Ni_(0.166)Co_(0.166)Mn_(0.667)O_(2.175+x/2)正极材料的喷雾干燥法合成及电化学性能

采用喷雾干燥法制备锂离子电池用层状富锂锰基正极材料Li(1+x)Ni0.166Co0.166Mn0.667O(2.175+x/2)(x=0.3,0.4,0.5,0.6),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、等离子体发射光谱(ICP)、热重-差热分析(TG-DSC)、比表面积、粒度分布和恒流充放电等测试手段对材料的结构、形貌及电化学性能进行表征。结果表明:所制得的富锂锰基正极材料为三方层状结构(mR3)的LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和单斜层状结构(C2/m)的Li2MnO3组成的固溶体,且具有多孔球形形貌。当x=0.4时,材料具有最优的电化学性能。在2.0~4.8 V电压范围内,25 mA/g电流密度下材料的首次放电比容量高达277.5 mA·h/g,20周循环后容量保持率达95.3%,500 mA/g电流密度下放电比容量仍达192.5 mA·h/g。     

Li,Mn源对LiMn2O4尖晶石高温电化学性能的影响

采用熔盐浸渍法用LiNO3或LiOH·H2O作为Li源，以电解二氧化锰(EMD)或化学二氧化锰(CMD)作为Mn源，制备了4种尖晶石型LiMn2O4正极材料．对材料进行了XRD结构表征，采用最小二乘法计算了样品的晶格常数，以BET法测定了各样品的比表面积，测定了各样品的电导率；检测了各样品在高温下的贮藏和循环性能，在高温下作了循环伏安分析．结果表明，虽然各样品均属于立方尖晶石结构，但晶格常数、电导率和比表面积均不相同．以LiOH·H2O和EMD为原料制得的样品的极化最小，在高温下的贮藏性能和循环性能最好     

锂离子电池正极材料Li1＋yZnxMn2-xO4的相转移法合成及性能研究

采用相转移法制备富锂掺锌的锰酸锂前驱体，然后在空气中进行焙烧反应合成了尖晶石型的Li1＋yZnxMn2-xO4粉体材料，并测试其结构形态特征。考察了该法合成的工艺条件对合成试样粉体产物电化学性能的影响。结果表明：当nLi：nZn：nMn=1．1：0．1：1．9时，反应时间为2h，在750℃空气环境下焙烧10h合成试样粉体过程较为简单，电极试样以10mA／g的恒电流密度充电至4．5V，并以相同的10mA／g恒电流密度放电至3．0V，其放电平台稳定在3．9V，比容量达到120mAh／g，性能稳定。