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。     

化学气相沉积法于镓酸锂基板生长氧化锌薄膜的研究

研究了利用化学气相沉积法在镓酸锂(001)基板上生长氧化锌薄膜,探讨了生长温度、生长压力、生长时间对薄膜结构与特性的影响,以期寻找出生长高品质氧化锌(0002)薄膜的最佳条件。研究结果表明,在氧气与氮气流量比为600/400、生长压力为6.67 k Pa、生长温度为550℃、生长时间为60 min条件下,于镓酸锂(001)基板上能够生长出高质量的氧化锌(0002)薄膜。     

锰位铌掺杂型锰酸锂正极材料的制备及其性能的研究

在实验室内利用固相法合成法对传统锂离子电池的正极材料锰酸锂进行锰位掺杂铌元素改性,即锰位铌掺杂锰酸锂LiMn2-xNbx04,对其性能进行了测试分析。     

锂云母分解及溶出锂工艺的研究进展评述

锂作为最轻的金属,具有密度低、化学活性强等特性,因而锂及其化合物在可充电电池、电子器件、陶瓷、玻璃、医疗设备等领域有着不可替代的作用.锂云母矿为重要的锂资源之一,如何高效经济地分解锂云母和溶出其中的锂,是利用锂云母矿提取锂进而制备各类锂化合物的关键.本文主要对酸法、碱法和盐法三种分解锂云母技术和最新研究进展进行了评述:酸法可降低反应温度,但需要大量碱性物质中和余酸、除去溶液中的Al3+;碱法助剂廉价,环境比较友好,但废渣量大且难以全部利用;盐法可以在保证产率的同时使焙料蓬松,氯化物价格低廉,但硫酸盐溶液易形成复盐难以提纯,且氯化物对设备腐蚀严重.由此,在工业化利用锂云母矿时,需要从环境影响、锂的溶出率和设备寿命等方面,因地制宜地选择最适合的工艺技术.     

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.     

粉煤灰中战略金属锂的回收研究进展

随着锂电池行业的快速发展,中国锂原料对外进口的依赖程度逐年增加。从粉煤灰中回收锂,既可以缓解中国锂供应量严重不足的现状,又可以有效解决粉煤灰污染环境的问题。在分析比较锂矿石、盐湖卤水和粉煤灰的组成及其特点的基础上,从浸出和提取两个方面综述了目前粉煤灰回收锂的工艺技术。锂浸出工艺受粉煤灰浸出铝工艺的影响,目前已较为成熟,主要有酸法浸出和碱法浸出工艺。锂提取技术则受锂浸出工艺的影响,酸法浸出工艺的浸出液杂质元素比较多,提锂过程比较复杂,目前主要有溶剂萃取法、煅烧浸出法和吸附法;碱法浸出工艺的浸出液杂质元素简单,提锂相对容易,目前主要采用的是吸附法。由于粉煤灰浸出液与盐湖卤水的成分相似,因此借鉴盐湖卤水的提锂技术经验,开发适用于粉煤灰浸出液的提锂技术,是未来粉煤灰回收锂的主要研究方向。     

多孔微米镍锰酸锂正极材料的制备及性能研究

镍锰酸锂正极材料的单体电压可以达到4.7 V,如今电子时代到临之际,其凭借高电压这一优势,可以在大型耗电设备或是动力电源的领域占据相当一部分的市场。采用共沉淀法与溶胶-凝胶法,对两种方法制备的镍锰酸锂材料的性能进行对比,共沉淀法制得的镍锰酸锂材料的性能更为优越一些。合成材料条件的控制主要是在烧结条件的控制上,对不同烧结温度等进行了对比。综合以上的对比,可以获得制备多孔微米镍锰酸锂材料的适宜方法。     

硅掺杂锰酸锂的自蔓延燃烧制备及其性能研究

为了解决充放电过程中锰酸锂循环性能较差的问题，采用自蔓延燃烧法制备了硅掺杂锰酸锂超细颗粒(LiMn_1.95Si_0.05O₄，简称LMSO)。通过X射线衍射光谱、扫描电子显微镜、循环伏安法等方法研究了硅掺杂对锰酸锂晶体结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果表明，硅掺杂不会改变锰酸锂尖晶石的结构；锰酸锂的粒径大于0.1μm，而大部分硅掺杂锰酸锂颗粒小于0.1μm。颗粒尺寸减小，缩短了锂离子的扩散路径，提高了材料的电化学性能。LMSO在0.2C倍率下放电比容量高达123.7 mA·h/g，在1C倍率下循环100次后的容量保持率为95%。     

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.     

矿石资源中锂的提取与回收研究进展

近年来锂的开发随着新型能源的大规模应用得到快速发展。锂矿石是提取锂产品的主要来源之一,矿石提锂高效清洁工艺开发与资源综合利用是该领域发展的必然趋势。在分析锂矿石组成及结构特点的基础上,对酸法、碱法、盐法等典型提锂工艺进行了综述,重点讨论了锂生产过程中存在的环境污染及资源综合利用问题。酸法提锂工艺中锂回收率高,但酸性浸出液成分复杂,纯化步骤流程长,含氟矿石产生含氟气体污染环境。碱法和盐法工艺选择性好,但锂回收率较低、成本高、渣量大。除此以外,其他方法都存在明显的优缺点,如高温氯化法回收率高,渣的利用具有一定优势,但设备腐蚀严重。因此,矿石提锂新工艺的开发重点在于减少废渣的产出,并实现伴生资源的综合回收。     

锰酸锂合成方法，的研究进展

尖晶石型锰酸锂是当前锂离子正极材料的研究热点。结合笔者的研究工作,详细阐述了传统工业制法以及软化学方法的制备方法、优缺点及合成材料的电化学性能。重点综述了近几年来合成锰酸锂新的合成方法及其优势,介绍了改善锰酸锂材料循环性能煦多种方法,充分说明了锰酸锂被将广泛地用作锂离子电池正极材料巨大的应用前景。     

锂离子电池正极材料进展

介绍了锂离子电池的发展阶段、工作原理及特点,叙述了锂电池已商业化正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂的特性、合成方法及其优缺点,纳米技术锂离子电池正极材料应用及其合成方法。认为应根据现有正极材料出现的问题,通过掺杂、包覆、加入辅助剂和表面修饰改性等方法减低成本,利用纳米材料的优点和微米材料优良的稳定性和容易制备的优点合成纳微分层结构的材料解决纳米材料的低热力学稳定性、团聚及与电解液发生副反应等问题;可以尝试着探索新的方法合成纳米级颗粒．并将最优的方法应用于新材料和经典电极材料的制备,从而充分发挥纳米级材料的尺寸效应和表面效应．改善电极材料的电化学活性．有助于推进纳米正极材料的工业化进程。     

锂离子电池正极材料技术研究进展

对锂离子电池正极材料的研究进展进行了概括和评述。对钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等已商品化材料的技术特点进行了分析。指出已商品化材料的技术改进方向。对新型材料5 V高电压尖晶石锰酸锂、富锂层状氧化物材料{xLi2MnO3·（1-x）Li［Mn1/3Ni1/3Co1/3］O2}的发展前景进行了展望。     

硼酸锂包覆改性尖晶石锰酸锂的研究

尖晶石型锰酸锂由于具有优异的安全性能且成本低廉,成为锂离子电池正极材料的研究热点。然而,由于锰溶解所导致的循环性能衰退是锰酸锂发展的主要障碍。随着温度的升高,锰溶解加剧,因而电池在高温条件下衰退更加严重。将硼酸锂包覆于锰酸锂表面,可以抑制锰的溶解。通过高能球磨的方法可将硼酸锂均匀地包覆于锰酸锂表面。X射线衍射与电化学阻抗表征结果表明,硼酸锂不会引起锰酸锂结构的变化和电池阻抗的增加。通过对界面转移电阻的研究发现,硼酸锂包覆量超过2%（质量分数）时电池的极化会增加,因此将硼酸锂的最佳包覆量控制在2%。相比于未经包覆的锰酸锂,经包覆的锰酸锂不论是对锂半电池还是对石墨全电池均表现出优异的循环性能,尤其是在60 ℃下的循环性能大大改善。软包全电池体积能量密度达到308 W·h/L,1C循环200次后容量保持率可达到94.7%。通过硼酸锂包覆可有效抑制锰酸锂的锰溶解,改善其循环性能。     

Mn3O4微观结构对固相合成类单晶锰酸锂的影响

探究了Mn₃O₄的微观结构对高温固相法制备类单晶锰酸锂(LiMn₂O₄)的影响。结果表明,前驱体对LiMn₂O₄的结构和形貌有决定性的影响。粒度小、比表面积大的类球形Mn₃O₄更易制得类单晶锰酸锂,其颗粒团聚致密、表面光滑,且晶胞参数小、能量密度大、Li⁺浓度高。类单晶锰酸锂的综合电化学性能和热稳定性远高于非类单晶材料,在0.2 C倍率下首次放电比容量和库仑效率分别高达112.50 mA·h/g、96.5%,8 C倍率下放电比容量仍有102.11 mA·h/g,200次循环后容量保持率为90.1%。类单晶锰酸锂优异的性能归因于其具有稳定的晶体结构和外露表面、较高的Li⁺浓度,在电化学反应中结构稳定、锂离子迁移速率快、电极极化和电荷转移阻抗小。     

锂电池重要材料六氟磷酸锂的制备方法

介绍了锂电子电池的主要材料组成,以及锂电子电池电解液的主要成分,总结了重要电解质材料六氟磷酸锂的制备工艺及其改进技术。     

废旧锂离子电池制备锂离子筛及其应用研究进展

锂离子电池报废量爆发式增长,预计到2023年,废旧锂离子电池回收利用将是一个超过300亿元产值的新兴市场,其中,锂资源占可回收金属价值的一半。为探索锂资源高效回收技术,基于现阶段研究热点,讨论了以废旧锰酸锂电池正极材料、废旧三元锂电池正极材料、废旧锰系锂离子电池负极材料为原料制备锂离子筛的方法;探讨了废旧锂离子电池中各类杂质成分对锂离子筛性能的影响;阐述了锰系锂离子筛技术在废旧锂离子电池的锂回收、盐湖卤水提锂和化工制药废水提锂等领域的应用。通过分析得出,锂离子筛的应用能够增加锂盐回收率与回收纯度,降低技术成本,应用前景广阔。     

碳酸锂的制备及其纯化过程的研究进展

近年来,随着锂离子电池的广泛应用及动力汽车产业的兴起,锂的需求量逐年增加. 碳酸锂作为一种最重要的基础锂盐,在锂离子电池中广泛应用,主要用于合成锂离子电池正极材料. 目前,高纯碳酸锂主要通过从矿石提锂浸出液或盐湖卤水中经过纯化工艺制备. 纯化方法主要包括碳化法、苛化法、电解法、碳酸锂重结晶法及离子交换法等. 但碳酸锂制备和纯化过程中存在诸多问题,如锂钠的深度分离、高纯碳酸锂的制备等. 本工作对碳酸锂制备及纯化方法进行综述,指出了碳酸锂制备及纯化过程中存在的主要问题及未来的发展方向.     

锂离子蓄电池正极材料层状锰酸锂的制备研究

介绍了通过水合-高温法合成的掺杂型的锰酸锂，具有层状结构，初始容量可达到133mAh／g，并具有良好的循环性；同时讨论了合成条件对产物结构与性能的影响。     

尖晶石型锂离子筛研究进展

介绍了作为锂离子筛前体的尖晶石型锂锰氧化物的结构与合成方法，指出固相配位反应法和水热合成法极具发展前景。详细论述了锂离子筛的制备、存在的问题、应用及相关研究，指出复合机理的相对合理性。最后提出开发粒（膜）状锂离子筛、进行规模化提锂工艺研究的必要性和重要意义。