混合锰氧化物制备尖晶石型锰酸锂及其性能研究

将电解二氧化锰(EMD)分别与化学二氧化锰(CMD)、碳酸锰及三氧化二锰混合作为锰源材料制备锰酸锂。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等研究了不同混合锰氧化物制备的锰酸锂的结构及形貌,通过充放电性能检测分析了不同混合锰源材料对锰酸锂电化学性能的影响。结果表明,合成的锰酸锂均为规则的立方晶体结构,以EMD和碳酸锰的混合物作为锰源材料制备的锰酸锂晶格常数最小,晶体结构最稳定,颗粒大小分布均匀,各倍率下的放电比容量均最高,同时也表现出优良的循环性能。     

工业硫酸锰的净化和高纯锰酸锂的制备

重点阐述了工业硫酸锰的净化除杂实验。具体流程：向硫酸锰溶液中加入氟化锰去除钙、镁,再加入高锰酸钾氧化铁,通过水解除铁得到高纯度硫酸锰。实验结果表明,该工艺去除钙、镁、铁效果显著。以高纯硫酸锰为锰源,采用液相共沉淀方法合成二氧化锰,再锂化制备锰酸锂（LiMn₂O₄）产品。SEM和XRD结果表明,合成的锰酸锂产品具有球形形貌,衍射峰峰形尖锐,具有很好的Fd3m尖晶石结构。     

尖晶石型锰酸锂锂离子筛的合成研究

为了比较不同合成方法对锰酸锂(Li4Mn5O12)锂离子筛的结构、饱和交换容量和分离因子的影响,采用低温固相反应法和溶胶-凝胶法合成了锰酸锂锂离子筛,并用X射线衍射(XRD)表征了所得材料的结构.结果表明,低温固相反应法和溶胶-凝胶法制备的锰酸锂及其离子筛均为尖晶石结构.低温固相反应法合成的锂离子筛,其锂离子饱和交换容量为16.06 mg/g(2.31 mmol/g)、分离因子αLiNa为23;溶胶-凝胶法合成的锰酸锂锂离子筛,其锂离子饱和交换容量为26.39 mg/g(3.80 mmol/g),分离因子αLiNa为216,优于低温固相反应法所得锂离子筛的性能.     

纯相尖晶石型锰酸锂纳米粉体的熔盐法制备

以碳酸锂为锂源,自制的纳米级三氧化二锰为锰源,通过熔盐法合成了纯相的纳米级的尖晶石型锰酸锂粉体。利用热重-差热分析、XRD物相分析和SEM形貌分析等,对前驱体碳酸锰、自制的三氧化二锰和合成物锰酸锂进行了系列表征。研究结果显示：在以碳酸氢铵为沉淀剂、溶液pH=9、搅拌速度为400 r/min的条件下,制得了纯相、超细（粒径在1 μm左右）、粒径均匀的球形碳酸锰粉体;在升温速率为10 ℃/min、550 ℃焙烧6 h的条件下,制得了纯相的、纳米级（75~100 nm）、无团聚、分散性好、球形及哑铃形的三氧化二锰粉体;在锂锰物质的量比为1.1∶ 2.0,以氯化钾为熔盐,700 ℃焙烧10 h的条件下,合成了纯相、纳米级（粒径为100 nm）、粒径均匀的尖晶石型锰酸锂粉体。     

锰酸锂掺杂磷酸亚铁锂电芯性能研究

对锂与锰酸锂复合正极材料的合成和电化学性能进行了研究。将磷酸亚铁锂与镍钴锰酸锂按照一定质量比混合后得到复合正极材料。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试等方法对复合正极材料进行了表征。发现该复合材料结合了磷酸亚铁锂和锰酸锂的优点,表现出优异的电化学性能。     

纳米锰酸锂的水热合成研究

本文采用二氧化锰和氢氧化锂为原料,利用水热合成法制备锰酸锂。并利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征,结果表明产物为纯相的尖晶石纳米锰酸锂,并测试其电化学性能表现良好。     

碳酸锂和四氧化三锰合成锰酸锂的工艺优化研究

为了提高锰酸锂的性能,用正交实验法优化了碳酸锂和四氧化三锰固相合成尖晶石锰酸锂的工艺,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒电流充放电技术研究了合成工艺对材料结构、形态、比容量和循环性能的影响.固相反应法制备锰酸锂的工艺条件为:600 ℃预烧6 h,750 ℃反应30 h,600 ℃退火6 h.所得锰酸锂在25 ℃和50 ℃下初始放电比容量为138 mA·h/g和136 mA·h/g,10次循环后容量保持率为97.8%,94.9%.     

用于锂离子电池球形锰酸锂的工业化制备研究

本文以氢氧化锂、醋酸锰及碳酸锰为原料,采用液相法合成凝胶浆料和半固相浆料,利用喷雾干燥法获得球形锰酸锂前驱体,研究了动态焙烧喷雾干燥前驱体制备球形锰酸锂正极材料用于锂离子电池.研究结果显示,动态低温分解与高温分解相结合的方法能有效保持前驱体的球形,合成的球形锰酸锂具有良好的电化学性能.该方法适合于工业化生产球形锂离子电池正极材料.     

不同方法合成LiMn_2O_4对其形貌及性能影响研究

尖晶石结构的锰酸锂(LiMn2O4)由于其对环境友好,价格较为便宜,已经成为未来动力锂电池的适用阴极材料之一。不同的合成方法以及合成条件对锰酸锂的形貌及其性能具有极大的影响。本研究分别采用溶剂凝胶法、固相法、熔融盐法方法合成LiMn2O4。并通过X-射线衍射、扫描电镜(SEM)、循环伏安法电池性能测试对合成产物的组成、结构、形貌和电化学性能进行表征,进而研究影响产品的性能及形貌的诸多因素,并筛选出较为合适的合成条件以提高锂电池正极材料LiMn2O4的电化学性能。     

锂离子电池正极材料锰酸锂的改性

以镁-聚丙烯酸为原料,采用溶液法在尖晶石锰酸锂表面包覆一层均匀稳定的氧化镁层。用扫描电镜和俄歇能谱等测试技术对包覆前后锰酸锂的结构和性能进行了表征。结果表明,处理后在尖晶石锰酸锂表面形成了L iMn2-xMgxO4固溶液,此固溶液保护层减少了锰酸锂和电解液的直接接触,有效地抑制了锰酸锂与电解液的相互作用。经表面修饰处理后,锰酸锂正极材料的稳定性以及材料的电化学性能均得到明显提高。处理后锰酸锂所制电池经450次循环,容量衰减在20%左右。     

Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料研究进展

尖晶石型LiMn_2O_4具有资源广、电压高、成本低、无污染、安全等优点,是具有良好发展前景的锂离子电池正极材料之一。由于在使用过程中Jahn-Teller效应、锰的溶解等引起其结构塌陷,制约了材料的应用,掺杂可以有效稳定LiMn_2O_4材料的结构、抑制容量衰减等,提高循环稳定性能。综述了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料的研究进展,展望了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4材料的发展前景。     

尖晶石型锂锰氧化物的掺杂研究及其进展

综述了不同掺杂元素对尖晶石型锂锰氧化物电化学性质的影响。将掺杂元素按其掺入后的作用可以分为改善尖晶石锂锰氧化物循环性能的掺杂元素和提高其比容量的掺杂元素,并对尖晶石型锂锰氧掺杂研究工作进行了评述。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的高温性能研究进展

综述了尖晶石结构LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的高温热分解和在高温充/放电过程中容量衰减的最新研究进展;概述了解决LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的高温容量损失问题而进行的各种改性的研究情况;提出了改进LiMn2O4正极材料高温性能的建议和方法。     

掺杂型尖晶石LiMn2-xMgxO3.97F0.03(x=0.05,0.1)的合成与性能研究

采用"熔融浸渍法"合成了Mg和F共掺杂的不同温度下的锂离子电池正极材料Li Mn2-xMgxO3.97F0.03(x=0.05,0.1);煅烧温度为700,750和800°C。通过XRD对样品进行测试,样品为单一尖晶石结构的物相;并用SEM测试,对样品进行了形貌研究。用所制备的材料作为正极材料组装了模拟锂离子电池;在室温下进行恒电流充-放电性能测试,测试条件为3.3~4.3 V和0.2mA/cm2电流密度。随着材料制备温度的升高,电池的初始放电容量有逐渐增加的趋势,但充放电循环的容量损失也逐渐增加;氟掺杂量一定,镁掺杂量较多时,对应温度下煅烧的样品的结晶程度较好,样品的电化学性能也较好。在800下°C样品Li Mn1.9Mg0.1O3.97F0.03初始容量高达108 mAh/g,60次充放电循环后,其容量保持率高达81%,具有优良的循环稳定性能。     

尖晶石型锂锰氧化物的结构特征及理论容量

锂锰氧化物已逐渐取代锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂钒氧化物等成为当今锂离子电池正极材料研究的热点,被公认为二十一世纪最具吸引力的一种锂离子电池正极材料.本文研究尖晶石型锂锰氧化物的相结构和理论容量以及非计量尖晶石型锂锰氧化物的结构模型与特征.     

掺杂对尖晶石锰酸锂正极材料的影响

合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是研究和制备有应用前景的锂离子蓄电池电极材料的关键，锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化，掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的金属离子，能显著改善其循环性能。综述了阳离子掺杂、阴离子掺杂以及复合掺杂对锂锰氧化物电化学性能的影响，其中主要介绍了铬、钴、铝、镍等元素的掺杂对锰酸锂的影响。     

锂离子电池氧化物电极材料离子动力学研究进展

锂离子电池的倍率性能主要由电极材料的动力学性能决定,包括锂离子嵌入和脱出电极材料的离子动力学以及因此而引起的电子转移过程的动力学两个方面。本文对锂离子电池相关电极材料中离子动力学研究进展进行了综述。详细介绍锂离子在正极材料LiCoO_2,LiMn_2O_4以及LiFePO_4中的输运特性。LiCoO_2材料在离子和电子输运方面比LiMn_2O_4和LiFePO_4都具有一定优势。LiMn_2O_4材料在充放电的动力学过程中,常常伴随材料结构的不稳定性,因此,提高LiMn_2O_4材料离子动力学性能,必须同时考虑材料结构稳定性问题。而LiFePO_4材料的电子和离子输运动力学性能都比较差,因此需要改善材料的本征动力学性能。     

尖晶石LiMn2O4改性的研究与进展

LiMn2O4作为未来锂离子电池正极材料的基材,一直是人们研究的热点。但它在循环过程中存在着容量衰减的问题,是制约它商品化的最重要因素。介绍了几种容量衰减机理:Mn的溶解,Jahn-Teller效应以及电解液的分解。表面修饰是抑制尖晶石LiMn2O4容量衰减的有效方法。详细阐述了近年来有关尖晶石LiMn2O4表面改性的研究与最新进展。     

锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的合成与性能改进

用传统的高温固相法合成了尖晶石型LiMn_(195)La_(0.05O4)锂离子电池正极材料.通过充-放电测试,其最高容量为117.1mAh/g,经过50次循环后容量为108.4 mAh/g,平均每次循环的容量衰减率为0.15%.利用X射线衍射仪(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对材料进行表征.XRD测试结果表明,样品为尖晶石结构;SEM结果表明,样品颗粒形状理想,粒径分布均匀.     

采用不同锰源合成尖晶石LiMn2O4正极材料

The spinel LiMn2O4 cathode material was synthesized with the solid-state reaction method. Four manganese compounds including electrolytic manganese dioxide (EMD), MnCO3, Mn3O4 and nano-EMD were used as Mn sources while LiOH.H2O was used as the uniform Li source. The crystal structure characteristics of these samples produced were investigated by means of XRD, SEM, particle size distribution analysis and specific surface area testing. Their electrochemical properties were also studied by comparing their specific capacity, charge and discharge efficiency and cycle performance.