尖晶石LiMn2O4高温循环性能的改善

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,从掺杂Al3+稳定晶体结构和包覆抑制锰的溶解两方面来改善尖晶石LiMn2O4的高温电化学性能。实验表明,改善后的正极材料在高温50℃且0.5 C(C=120 mAh/g)下的首次放电比容量为93.3 mAh/g,循环50次后的放电比容量为82.8 mAh/g,比空白样品提高34.1 mAh/g,容量保持率达到88.7%,比空白样品提高39.8%。     

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。     

热处理制度对机械化学法合成LiMn2O4的影响

以Li2CO3和Mn3O4为原料,采用机械化学法合成了尖晶石LiMn2O4.考察了热处理温度和时间对LiMn2O4电化学性能的影响.720℃下热处理2 h、6 h和10h所得样品的首次放电比容量分别为124.5 mAh/g、124.6 mAh/g和126.3 mAh/g.在400℃、600℃、720℃和800℃下热处理6 h后得到的样品的首次放电比容量分别为120.6 mAh/g、124.4 mAh/g、124.6 mAh/g和128.6 mAh/g,经过10次循环后,比容量下降的幅度分别为13.8%、11.5%、9.5%和6.5%.适宜的热处理制度为:800℃热处理6 h.     

Li-Mn-O化合物的电性能与锂离子迁移性研究

采用天冬氨酸法合成Li-Mn-O化合物,对前驱体在400℃和750℃煅烧得到的样品进行X射线衍射分析(XRD),并对750℃煅烧样品进行电化学性能检测.结果表明:400℃制得的样品以纯尖晶石LiMn2O4存在,750℃下制得样品的首次充放电比容量分别为123.8 mAh/g和122.5 mAh/g,循环20次后放电比容量仍能达到121.0mAh/g,为初始放电比容量的98.77%.     

烧结温度对LiMn2O4结构和性能的影响

采用己二酸辅助溶胶-凝胶法在350～900℃制备了一系列LiMn2O4样品。运用SEM和XRD分析技术研究了不同烧结温度对LiMn2O4结构的影响。结果表明:烧结温度对LiMn2O4正极材料的晶相结构、电化学性能有显著影响,LiMn2O4正极材料晶粒的生成和长大的控制步骤为其合成的温度,材料合成的最佳温度为800℃。在800℃条件下合成的LiMn2O4具有较高的电化学活性和较好的晶相结构,首次放电比容量超过130mAh·g-1,40次循环后,放电容量保持率仍在85%以上。高温合成有利于提高LiMn2O4正极材料的放电容量,低温合成有利于提高其循环性能。     

中温固相还原法合成LiMn0.85 Cr0.15O1.95F0.05

采用中温固相还原法,合成了锂离子电池用正极材料LiMn0.85Cr0.15O1.95F0.05,并进行了常温(25℃)和高温(55℃)充放电、循环伏安、XRD及SEM等测试.材料在2.0～4.3 V、常温下循环18次后,充电比容量为186 mAh/g,放电比容量为163 mAh/g;在高温下循环9次后,充电比容量为193 mAh/g,放电比容量为151 mAh/g.材料主要为正交型锂锰氧化物,但夹杂着少量四方型锂锰氧化物.     

中温固相还原法合成LiMn0.85 Cr0.15O1.95F0.05

采用中温固相还原法,合成了锂离子电池用正极材料LiMn0.85Cr0.15O1.95F0.05,并进行了常温(25℃)和高温(55℃)充放电、循环伏安、XRD及SEM等测试.材料在2.0～4.3 V、常温下循环18次后,充电比容量为186 mAh/g,放电比容量为163 mAh/g;在高温下循环9次后,充电比容量为193 mAh/g,放电比容量为151 mAh/g.材料主要为正交型锂锰氧化物,但夹杂着少量四方型锂锰氧化物.     

Al3+、F-掺杂LiMn2O4的高温电化学性能

采用固相法合成制得正极材料尖晶石型LiMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1固溶体,XRD显示了其具有良好的尖晶石结构.通过恒电流充放电、循环伏安等测试对样品的电化学性能进行对比研究,用SEM观察了它们之间的形貌差别.结果表明:与LiMn2O4相比,LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1具有良好的高温(55℃)循环性能,Al3+、F-的掺杂大大地提高了材料的稳定性,实验电池循环实验15次后容量仍能保持在110 mAh/g左右.     

Li-Mn-○化合物的电性能与锂离子迁移性研究

采用天冬氨酸法合成Li-Mn-O化合物,对前驱体在400℃和750℃煅烧得到的样品进行X射线衍射分析(XRD),并对750℃煅烧样品进行电化学性能检测。结果表明:400℃制得的样品以纯尖晶石LiMn2O4存在,750℃下制得样品的首次充放电比容量分别为123.8mAh/g和122.5mAh/g,循环20次后放电比容量仍能达到121.0mAh/g,为初始放电比容量的98.77%。     

LiMn_2O_4正极材料高温固相合成工艺的优化

用正交实验,通过XRD、SEM及电化学性能分析,优化了锂离子电池正极材料LiMn2O4的高温固相合成工艺。对产物性能影响的顺序为:锂锰物质的量比烧结温度恒温时间。在n(Li)∶n(Mn)=0.525∶1.000、烧结温度为820℃及恒温时间为14 h时,合成的LiMn2O4的综合性能最好,尖晶石结构和表面形貌良好,1C首次放电比容量为119.0 mAh/g,第50次循环的容量保持率为95.8%。