二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能(3)

1.1.7锰榍石 锰榍石(Groutite)α-MnOOH是斜方锰矿的同构体[36],是由双链连接的[Mn(O,OH)6]八面体所构成,其中氢链起着重要的作用,如图11所示.     

二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能(5)

4各类二氧化锰在不同电解液中的放电性能 4.1在非水电解液中的充放电性能 不同电解液及其对电极,有不同的放电容量.这里使用的对电极为金属锂,电解液为1 mol/L LiClO4/PC.正极组成为:80%正极活性材料,20%的PTFE加乙炔黑(质量比1:2).充电电流为0.1 mA/cm2,各类二氧化锰的充放电性能如表5所示.     

二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能(2)

1.1.3 γ-MnO2γ-MnO2是在天然Nsutite矿中发现的,后来多用化学法与电解法在一定条件下制备.不论是天然矿或是人工制备得到的,都不可能得到单晶的产品.它的X射线衍射谱又以其谱线宽化为特征,因此很难用XRD来表征.某些XRD谱图与软锰矿相似,而另一些又与斜方锰矿强谱线相似.尽管如此,其结构仍然可用六方密堆积来标记它的几个宽峰,因而XRD法仍然是测定γ-MnO2晶型的最佳方法[15 ].对各种电解二氧化锰(EMD)测试表明,在2θ=22.2°附近有1个特征宽峰,在37.1 °、42.4 °与56.2 °等附近有3个较锐的主峰,在40.5°处有1个小峰.不同的EMD有不同的谱峰,有的多达十几个谱峰,Preisler等认为谱峰数随电解时的电流密度减小而增多.化学二氧化锰(CMD)与EMD在中心区域内的谱峰是相似的,CMD在2θ=24°和41°处有宽峰,而在EMD中却不存在.一般来说,CMD的峰数较EMD的多.不同方法制得的γ-MnO2峰位和强度都有些微不同,这样对γ-MnO2的晶体结构就难以像β-MnO2那样清晰,而是提出模型来说明.     

二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能(1)

讲述了一维隧道结构、二维层状结构、三维网状结构的二氧化锰和相关锰氧化物的晶体结构,及其相互转变的关系,某些锰氧化物的制备法及在不同电解液中的放电性能.     

钒锰氧化物复合正极材料制备及性能

以Li2CO3、NH4VO3和MnO2为原料,采用高温固相法制备了钒锰氧化物的复合材料。实验中分别考察了煅烧时间和不同的V/Mn(质量比)对该种材料电化学性能的影响。结果表明,V/Mn比为1∶4,在600℃下煅烧18 h所制得的钒锰氧化物的电化学性能最好。0.1 C倍率下,首次放电比容量为142.4 mAh/g。     

二氧化锰的物理、化学性质与其电化学活性的相关(4)

3·11含水量与结合水长期以来,人们对二氧化锰的含水量、特别是结合水量及其性质给予了极大的关注。A·J·Tvarusko[61]指出了二氧化锰中结合水的重要性。各种二氧化锰的含水量,从在完好结晶的-βMnO2中的0·1%,到某类MnO2可高达6%的广泛范围内变化着。首先要区别总含水量和结合水的涵义。二氧化锰的含水量是指一定的样品、在一定的温度下加热的失重分数。J·A·Lee等[62]利用热重分析法,研究的温度为20~450℃,提出二氧化锰中的水有3类:①吸附水:指在100~110℃内可除去的水,这种水是表面的吸附水。②结合力强的微孔水,指在270℃以下可以…     

二氧化锰电极电化学( 4)

4．4 双平面扩散模型 鉴于上述模型均有一定的局限性,夏熙等根据γ-MnO2晶体结构（参见图9）及Voinov关于质子嵌入最有利的晶格点发生在六方密堆积和氧层的四面体晶格点（TA）处。     

提高碱锰电池放电性能的研究进展(下)

3　优化工艺配方设计重负荷放电型碱锰电池的工艺配方设计原则是在正负极活性物足够的前提下,要有较多的电解液和较大的电极孔隙率,使大电流放电时有足够的电解液能很快渗透到正极的每一部分,使电子、离子以及反应物能够进行反应,并可畅通传递转移,另一方面,从工艺方面考虑尽可能降低各种电池内阻。3 1　高性能碱锰电池配方示例Duracell公司P.Harris等[29]提出的“高性能(碱锰)电池”工艺配方专利称,由于采用了各种新工艺技术,碱锰电池可以具有较大的正极内径,较大的内部空间,较低的锌/电解液比,和相对较低的孔隙率。该配方中各参数的一般…     

提高碱锰电池放电性能的研究进展(上)

碱锰电池的重负荷放电性能既与所使用的各种原材料有关,又取决于碱锰电池的工艺、结构设计以及生产工艺和装备。从碱锰电池制造厂商这方面来考虑,提高产品重负荷放电性能的技术措施着眼点为:①增加电池中活性物的填充量;②降低电池内阻;③改进产品的配方设计和结构设计;④使用添加剂。实际上,上述几个方面往往也是相互关联的。     

二氧化锰的放电特性和锌锰石的生成

在本研究中,笔者选用几种MnO_2试样,研究了这些试样放电曲线的变化和试样在还原过程中的晶相变化,特别就ZnO对放电性能的效果作了对比研究。     

二氧化锰制备工艺及其性能研究

以高锰酸钾(KMnO_4)和硫酸锰(MnSO_4·H_2O)为原料,氯化铁(FeCl_3)为铁源,分别制备二氧化锰(MnO_2)粉末、磁场辅助MnO_2粉末和磁场辅助铁掺杂MnO_2粉末。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)分别对样品的形貌和结构进行表征,并使用电化学工作站测试样品的电化学性能。测试结果表明,脉冲磁场环境和铁离子掺杂都明显改善了MnO_2的电性能。当电流密度为2 A/g时,脉冲电磁场辅助得到的铁掺杂MnO_2的比电容为992 F/g。     

二氧化锰电容材料的制备及性能表征

采用机械化学法制备了高比容量MnO2电容材料,考察了高锰酸钾与乙酸锰配比对样品结构及电化学性能的影响。用XRD、BET等方法对材料的结构进行了表征;用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法分别研究了MnO2电极和超级电容器在6mol／LKOH水系电解液中的电化学性能。结果表明,原料中高锰酸钾含量越多,产物比表面积越大,表现出弱结晶性;当原料物质的量配比为1：1时,所得样品为385m^2／g的无定型MnO2,其电极最大放电容量达到了536F／g。     

锂-二氧化锰电池放电机理的认识(上)

(一)绪言 为了开发用于空间或军事用途的高功率密度电池,在美国,锂电池的研究在国家航空和航天管理、局(NASA)与国防部的支持下起始于1960年左右。由于电子领域的进步,消费者和工业电子器具现在     

锂—二氧化锰电池放电机理的认识(下)

C、各种类型二氧化锰的反应 本节将叙述Li~+离子扩散进八MnO_2晶格、电池性能和MnO_2含量、水份含量、表面积的关系;应用X射线衍射和离子微量分析等技术对品格和生成物加以分     

纳米Ni(OH)2的制备及其放电性能

以草酸和乙酸镍为原料,通过低热固相反应法合成的前驱体粉末,经X-射线衍射和红外光谱表征为二水合草酸镍。用此前驱体粉末与NaOH混合并充分研磨制得纳米Ni(OH)2粉末。经XRD、TEM测试表明,制得的纳米Ni(OH)2粉末为球形和针状粒子,平均粒径约8nm左右。以8％的比例将其掺杂到普通球形微米Ni(OH)2粉末中,制得纳米Ni(OH)2复合电极,经充电后表现出优异的放电性能．活性物盾的利用率提高10％以上,     

镁锰干电池的放电性能研究

以R6镁锰干电池为研究对象,对镁锰干电池的生产工艺及电解质配方进行了阐述,研究了不同的电解质配比和不同放电模式对电池性能的影响.试验结果表明,在相同放电模式下,镁锰干电池的电容量及放电时间较普通锌锰干电池有明显提高,并且发现随着电解质中水含量的提高,镁锰干电池的放电容量和放电时间有一定的提高.     

二氧化锰的物理、化学性质与其电化学活性的相关(6)

3.17.4 压力(或密度)的影响 除了某些天然软锰矿为块状外,这说明晶粒间的接触电阻起着重要的作用.为了得到本体电导率值,均采用先压片成匀体,类似于瑞士乳酪的结构,如图18所示.     

二氧化锰的物理、化学性质与其电化学活性的相关(3)

3.7 孔径与孔隙率 二氧化锰的表面积与其多孔结构密切相关,而多孔结构又非绝对固定的,有时甚至是同一家工厂生产的EMD,孔结构也不相同.孔径是多孔结构的主要参数[47].根据孔径的大小,可以将孔隙分为3类:微孔EMD,即孔径小于10.0 nm;把孔径为10.0～30.0 nm的称为间隙孔EMD,这类微孔属颗粒间的孔隙;还有一类EMD的孔径大于30.0 nm,称为大间隙孔EMD.没有孔结构数据的比表面积不能作为定量评价EMD的依据.M.R.Tarasevich等[48]认为,表面积相同(如30 m2/g)的两种EMD,在其他条件相同的情况下,微孔EMD比间歇孔EMD的放电性能差得多.他们认为电解液能否进入微孔中,是放电性能的主要决定因素.可通过测定接触角,判断电解液能否进入微孔.用水与辛烷作润湿液,测得接触角为45°.在其他条件下作类似处理,其接触角趋于90°,这表明孔隙中有可能完全是疏水的.     

二氧化锰制备工艺及其材料电化学性能研究

利用氧化还原法分别制备二氧化锰(MnO_2)粉末、磁场辅助MnO_2粉末和磁场辅助铁掺杂MnO_2粉末。研究了工艺改进及掺杂处理对材料的形貌、结构及电化学性能的影响。测试结果表明,脉冲磁场环境和铁离子掺杂都明显改善了MnO_2的电性能。当电流密度为2Ag~(-1)时,脉冲电磁场辅助得到的铁掺杂MnO_2的比电容为992Fg~(-1)。     

二氧化锰的物理、化学性质与其电化学活性的相关(2)

3.2.3晶胞参数 目前公认与二氧化锰电化学活性关系最密切的性质是晶体结构类型[25].由文献[26]的表6～8也可看出,γ-MnO2的放电容量最佳,而δ-MnO2的放电容量最差.