锰源对合成尖晶石锰酸锂的影响及电化学性能分析

使用不同金属锰源(醋酸锰,硫酸锰,氯化锰)为原料,合成具有尖晶石结构的锂离子电池正极材料锰酸锂。首先采用共沉淀法合成锰酸锂前驱体,然后采用空气中热处理手段制备锰酸锂正极材料。通过X射线衍射、扫描电镜对合成材料的结构、形貌及组成进行分析,结果表明三种锰源制备的锰酸锂正极材料均具有尖晶石结构。采用电化学方法测试合成材料组装的锂离子电池充放电性能,结果显示氯化锰、醋酸锰及硫酸锰制备的锰酸锂正极材料分别具有108.9、104.4和95.5 mAh/g的放电比容量,表明使用氯化锰作为锰源制备的锰酸锂正极材料具有最佳的电化学放电性能,在经历50次充放电循环之后,锰酸锂正极材料仍然具有97.4%的容量。     

尖晶石型锰酸锂制备及其电化学性能

锰酸锂被认为是取代商品锂离子电池正极材料的LiCoO2候选材料.以二氧化锰、醋酸锰及氢氧化锂为原料,蒸馏水为分散剂,在空气气氛下进行分段烧结,控制烧结温度和时间,制备了锂离子电池正极材料锰酸锂.用X射线衍射仪,电子扫描电镜对产物的结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征.结果表明:所制得正极材料为尖晶石型锰酸锂,结晶度高,无杂质相,材料颗粒的粒径均匀,首次放电比容量为117.3 mAh/g(0.5 mA/cm2,2.8~4.4 V,vs.Li+/Li);50次循环后,放电比容量为107.9 mAh/g,不可逆容量损失为9.4 mAh/g,比容量保持率为92.0%.得到了很好的综合电化学性能.     

Mn-BTC衍生锰酸锂的制备及其放电性能研究

为提高高温锂电池的电压、比容量和高温稳定性,以金属有机框架化合物为前驱体开发了一种新型多孔结构LiMn_2O_4正极材料.首先采用室温自组装方法合成锰苯-1,3,5-三羧酸(Mn-BTC)前驱体,研究了原料比例和分散剂PVP用量对其形貌和结构的影响.研究发现,当Mn(CH_3COO)_2·4H_2O和H_3BTC(1,3,5-均苯三羧酸)的摩尔比为1.5∶3,质量分别为0.98 g和1.681 g, PVP用量为2 g时可得到粒度均一、分散均匀的花状微球Mn-BTC前驱体.再对Mn-BTC前驱体焙烧、锂化处理制备得到LiMn_2O_4, SEM和BET结果表明, LiMn_2O_4较好地保持了前驱体的多孔花状微球形貌,并拥有介孔和大孔多级孔结构.最后研究了Li-Mg-B/LiNO_3-KNO_3/LiMn_2O_4高温锂电池体系的放电性能,发现在200℃, 10 mA·cm~(-2)放电条件下, LiMn_2O_4正极材料比容量达到258.89 mA·h·g~(-1).研究结果为MOFs衍生金属氧化物在高温锂电池中的应用提供了思路.     

烧结速率对合成锰酸锂结构及性能的影响

以正辛烷为相转移剂,采用相转移法合成了锰酸锂前驱体,在电炉中于不同的升温速率下制得电池正极材料粉体,用XRD、SEM进行结构形态分析.当n(Li)∶n(Mn)=1.1∶2时所合成样品前驱体以5 K/m in的升温速率在750℃焙烧8 h,所制备的样品材料结构稳定且呈尖晶石型物相,粒度分布较均匀、形貌规整,无明显团聚现象.用其组装的锂离子电池,在以0.1 C充电、限制电压4.2 V,再以0.1 C放电、终止电压3.0 V的放电制度下,首次放电比容量达127 mAh/g,工作电位平稳于3.8 V,样品电极可逆循环性能良好.     

层状锰酸锂的制备方法研究

层状LiMnO2被认为是最有发展前途的锂离子电池正极材料之一,是目前新能源材料研究的热点.本文研究了高温固相法+碳热还原法,离子交换法,水热合成法和流变相法等多种工艺制备层状LiMnO2,通过实验结果对比了各种制备工艺工业化的可行性,为层状LiMnO2实现商业化提出了建议.研究结果表明:水热合成法在160℃下,Li/Mn=2∶1时,可得到层状LiMnO2;而流变相法在Li/Mn=1∶1时,即可得到LiMnO2.     

尖晶石型锰酸锂的复合掺杂改性

以固相烧结法制备的尖晶石型锰酸锂为基础,对其结构中掺杂复合非金属元素B和F,合成了B、F掺杂的尖晶石。通过X射线衍射、扫描电镜、电化学分析方法对试样的晶体结构、表面形貌及电化学性能进行表征。结果表明,采用B、F包覆的锰酸锂与纯锰酸锂的X射线衍射结果相似,波峰尖锐且峰值高;随着B的掺入,尖晶石作为正极材料充放电的循环性能得到了提高,但是其初始容量较低,仅为102.3mA·h/g。随着加入复合非金属元素B和F,样品的初始容量提高到了110.9mA·h/g,50次循环后的容量保持率为83.14%。实验结果表明,复合掺杂有效提高了锰酸锂的电化学性能。     

层状锰酸锂材料制备技术

<正>技术开发单位南京航空航天大学技术简介锂离子电池的正极材料一般采用钴酸锂材料,但由于钴资源缺乏,价格昂贵,特别是目前的钴价持续上涨,给锂离子电池生产企业带来了巨大的压力。另外,钴的稳定性差,容易分解产生气体放出     

以镍锰酸锂为正极材料的固态电池制备与性能研究

由于液态电池存在安全隐患,开发新型材料的固态电池成为研究热点.以高电压材料镍锰酸锂作为正极材料,PES-LATP@PVC复合物为固态电解质组装固态锂离子电池,在常温下,利用X射线衍射仪、电化学工作站等测试电池的充放电性能和电化学性能.结果表明:制备的聚合物电解质具有阻燃性;组装的半电池在常温、0.2C电流下的首次充电比...     

Ni,Cr替代对尖晶石型锰酸锂晶体结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法,用不同元素(Cr,Ni)对尖晶石型LiMn2O4正极材料中的Mn元素进行替代研究.实验通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试,表征了产物的结构和微观形貌,恒流充放电实验,研究了材料的综合电化学性能.实验结果表明:替代没有改变LiMn2O4的晶体结构,替代后的材料虽然首次充放电容量降低了但其循环性能有较大程度提高,尤其是Cr和Ni同时替代比较明显.     

汽车动力电池正极材料锰酸锂球磨工艺研究

通过锂电池正极材料锰酸锂的研究,探索材料制备工艺对正极材料电化学性能的影响,对比不同球磨工艺对所制备锰酸锂电化学性能影响,并使用XRD、粒度分析仪、高精度电池性能测试系统等对正极材料、电池进行分析,得出了的球磨方法.     

溶胶凝胶法制备网状锰酸锂材料

以乙酸锰和乙酸锂为金属源,间苯二酚和甲醛为分散剂,柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法成功制备具有网状结构的锰酸锂粉体．通过XRD、SEM、TEM、循环伏安等测试手段对产物进行了表征,并探究了甲醛的加入量和体系PH对其晶相结构和形貌的影响．实验结果表明：制备的锰酸锂晶粒尺寸在几十个纳米左右,并且当甲醛的加入量为9mL、体系pH为8时,锰酸锂粉体表现出高的纯度、优异的结晶性能以及密集而巨大的面网结构．其循环伏安测试结果表明,其载流子传递、转移方面性能优良,可能因其结晶性能优良,本身所具有的独特的网络结构可以提供更多的嵌锂空间,并且缩短离子扩散路径．     

介孔锡酸锌的水热法合成及性能

采用嵌段聚合物F127为表面活性剂,以乙酸锌和结晶四氯化锡为无机先驱物,采用水热法合成介孔锡酸锌纳米粒子。用XRD、TEM、SEM和BET对所制备样品的结构、形貌及比表面积进行表征,探讨了不同F127加入量所制备的样品对光催化性能的影响。结果表明,制备的样品具有单一的尖晶石型结构;随着F127加入量的增加,所制样品的比表面积递减增加,模拟太阳光光催化降解罗丹明B的效率逐渐增加;当F127加入量为1.5g时,所制备的样品比表面积最大,为148.669 m~2/g,孔径为3.05nm,光催化降解罗丹明B 80min的效率达到最大95%。     

Ce改性锰酸镧催化剂的制备及脱硝性能研究

为了提高钙钛矿型锰酸镧的脱硝性能,采用柠檬酸溶胶–凝胶法一步合成一系列Ce改性的钙钛矿型La–Mn复合氧化物催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、N2吸脱附(BET)和程序升温技术(H2–TPR/NH3–TPD)表征方法对其结构、形貌、组成、表面物理化学性质等进行表征.活性...     

尖晶石型锡酸锌光催化降解二甲酚橙的性能

以SnCl4·5H2O和ZnSO4·7H2O为原料,用化学共沉淀法制备纳米尖晶石型锡酸锌光催化剂.通过X射线衍射分析(XRD)、光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)对催化剂进行表征.以波长λ=312 nm的光源对二甲酚橙水溶液光催化降解,讨论光催化剂用量、催化剂烧结温度、试液的pH值、光照时间等与二甲酚橙脱色率...     

近三年来锰酸锂二次锂电池的研究进展

二次锂离子电池由于比能量高和使用寿命长,已成为便携式电子产品的主要电源。总结了近三年来二次锂离子电池的研究进展。正极材料锰酸锂LiMn2O4为尖晶石晶体结构,Li+可在Mn2O4三维网络结构中嵌入-脱嵌,并完成充放电过程。锰酸锂的制备方法有高温固相反应、微波烧结法、固相配位反应法、溶胶-凝胶法、微乳化法、Pechini法及其它新的合成方法等。通过掺杂其它阳离子和阴离子,特别是多种元素同时掺杂,可提高正极材料的稳定性和可逆性。同时讨论了负极材料的制备方法;正极材料容量衰减机理及相应改善措施;电池制备工艺和其它有关研究。最后指出了今后的研究重点:电极材料的充放电性能与电极制备工艺间的关系、锂锰氧与碳负极直接组装成试验电池、开发固体电解质在二次锂电池中的应用。     

超级电容器锰酸钴电极材料的制备及性能

采用溶剂热法制备了超级电容器锰酸钴(CoMn2O4)电极材料.通过X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料进行表征.XRD测试结果表明,样品为CoMn2O4.SEM结果显示,所制得的CoMn2O4在亚微米到微米尺度下形成花形团簇.电化学性能测试表明,CoMn2O4电极的比电容可达到179 F/g,且具有良好的电化学性能.     

纳米LiMn_2O_4的动态水热法制备及储锂性能

锰酸锂(LiMn2O4)因其低毒、廉价和安全等优点被认为是最具潜力的锂离子二次电池正极材料之一,近年来被广泛研究.采用新型动态水热法成功地合成了一系列分散均匀的LiMn2O4纳米材料,并运用XRD,SEM,TEM,EIS和充放电测试等多种方法表征其晶相、形貌和电化学性能.结果表明:水热溶液中LiOH的浓度对产品性能有很大影响.当LiOH浓度为0.4mol/L时制得的LiMn2O4材料颗粒分散性较好,颗粒表面比较光滑均匀(40~100nm之间),且表现出良好的电化学性能.在0.1C倍率循环时,LiMn2O4材料的首次放电比容量为118.4mAh/g,循环50周后容量保持率为90.5%.     

水热法制备海绵钛负载二氧化钛膜及性能研究

以多孔海绵钛为载体,2 mol/L H2O2为氧化剂,0.15 mol/L KOH为矿化剂,在水热条件下一步合成了颗粒大小约为0.5 μm的四方状锐钛矿海绵钛负载TiO2膜.以XRD、SEM观察海绵钛负载TiO2膜晶型、形貌,以亚甲基蓝为目标降解物研究了其光化性能催化,并探讨了水热时间对产物TiO2膜晶型、形貌及光催化性能的影响.结果表明,12 h为最佳水热时间,海绵钛负载TiO2膜有着最佳的光催化性能:光催化反应60 min,亚甲基蓝溶液的降解率达99%.采用该法制备的TiO2光催化剂回收简单,反复利用后,其光催化性能无明显下降.