软化学法制备新型正极材料LiMnO2的研究进展

层状LiMnO2具有能量密度高、安全性能好、价格低廉和无毒性等优点,是下一代锂离子电池正极材料中强有力的竞争者。介绍了LiMnO2的结构特性以及各种软化学制备方法,如共沉淀法,溶胶-凝胶法,氧化还原法,乳液干化法,水热法等,并对该材料在体相掺杂和表面包覆改性方面的研究进展进行了评述。     

软化学法制备新型正极材料LiMnO2的研究进展

层状LiMnO2具有能量密度高、安全性能好、价格低廉和无毒性等优点,是下一代锂离子电池正极材料中强有力的竞争者。介绍了LiMnO2的结构特性以及各种软化学制备方法,如共沉淀法,溶胶-凝胶法,氧化还原法,乳液干化法,水热法等,并对该材料在体相掺杂和表面包覆改性方面的研究进展进行了评述。     

层状LiMnO2的结构与改性研究进展

比较了两类不同的层状LiMnO2———m-LiMnO2和o-LiMnO2的结构和性质。解释了层状LiMnO2结构不稳定、易向尖晶石结构转变的原因。介绍了层状LiMnO2的改性方法,尤其是不同元素掺杂和表面改性。     

锂离子电池用LiMnO2正极材料的研究现状

综述了锰酸锂(LiMnO2)正极材料的研究现状.该材料属于亚稳态结构,通常采用软化学方法合成,如溶胶-凝胶技术、水热反应和离子置换等.由于Mn元素多价态的特点,LiMnO2有很多种微观结构.LiMnO2的循环性能具有一个基本的特点,即初期容量较低,存在活化过程,循环若干次后,放电容量变得稳定.     

锂离子蓄电池正极材料--层状LiNix Mn1-xO2

通过高温固相-离子交换法制备锂离子蓄电池正极材料——层状LiNixMn1-xO2。研究了在不同充放电电压下材料的电化学性能,并进行了XRD分析。实验结果表明:在2.5~4.3 V间进行充放电,其放电容量可达160 mAh/g,在2.0~4.3 V间进行充放电,其放电容量可达180 mAh/g,在1.0~4.3 V间进行充放电,其放电容量可达225 mAh/g,且在充放电过程中,材料结构并未发现向尖晶石结构转变。     

一种新型锂离子蓄电池阴极材料——锰结核的嵌锂行为

研究了天然锰结核作为锂离子蓄电池阴极材料的可行性 ,从其组成结构与电化学嵌锂行为作了广泛全面的研究和评价。研究结果表明 ,锰结核的电化学性质是由钡镁锰矿和水羟锰矿加和的结果 ;锰结核的锂离子嵌入脱出电位在 2 .6V和 3V附近 ,在 2 .5～ 4.1V之间充放电 2 0 0多次后 ,放电容量降至约 10 1mA/ g ,保持率为 92 .5 % ,具有较好的充放电可逆性能 ,表明层状结构的钠水锰矿和水羟锰矿是一种良好的锂离子嵌入脱出电极材料 ,它是一种具有应用前景的新型锂电池和锂离子电池阴极材料。     

掺杂少量Co对Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2电化学性能的影响

改进共沉淀法合成层状电极材料Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2。分别用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征材料结构、形貌和电化学循环过程中过渡金属离子价态的变化,用恒电流充放电研究材料的电化学性能。实验结果显示:在3.0!4.2V(vs.Li /Li)电势范围内,以25mA/g恒流充放电,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2初始放电比容量分别为159mAh/g和186.8mAh/g,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2经过50次循环后容量仍保持在183.9mAh/g,高倍率放电效果较Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2有很大的改善。实验证明:掺杂少量的Co可在很大程度上改善电极材料的电化学性能。     

掺杂少量Co对Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2电化学性能的影响

改进共沉淀法合成层状电极材料Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2.分别用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征材料结构、形貌和电化学循环过程中过渡金属离子价态的变化,用恒电流充放电研究材料的电化学性能.实验结果显示在3.0～4.2 V(vs.Li+/Li)电势范围内,以25 mA/g恒流充放电,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2和Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2初始放电比容量分别为159 mAh/g和186.8 mAh/g,Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)0.95Co0.05O2经过50次循环后容量仍保持在183.9 mAh/g,高倍率放电效果较Li(Li1/9Ni1/3Mn5/9)O2有很大的改善.实验证明掺杂少量的Co可在很大程度上改善电极材料的电化学性能.     

层状正极材料LiMnO2制备及电化学性能研究

利用水热混合碱法制备出了一种结构较稳定的层状正交LiMnO2,并对其电化学性能、晶型进行了研究。结果表明该方法制备出的正极材料结构属于O3式碱青铜结构,其晶格参数分别为a=0.2808nm,b=0.5748nm,c=0.456nm,与标准数值相差很少。充放电曲线表明开始时容量下降很快,而后下降就趋于平缓,容量几乎为恒定值,同时XRD显示材料在充放电过程中存在着结构的转变,经过充放电后材料中出现了杂质,材料的比容量在前15次循环中比容量下降了24mAh·g-1(占初始放电比容量的17.1%)。     

工业化LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2阴极材料精细合成条件研究

通过高温固相法合成了层状三元LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2阴极材料,考察了烧结温度和锂过量的微小差别对电极性能的影响。扫描电子显微镜实验证实当烧结温度高于980℃时,合成的样品棱角分明,而在950℃以下合成的样品主要是球形。随着循环的进行,对于在900和930℃合成的样品,放电容量几乎成线性降低;当合成温度高于980℃时,随着循环的进行放电容量呈S型变化。900℃合成的样品初始比容量为170 mAh/g左右(循环窗口3.0~4.3 V),100次以后比容量为140 mAh/g。锂过量6%(摩尔分数)时综合性能较好。     

富锂锰基层状锂离子电池正极材料的研究现状

富锂层状正极材料(LLOs)x Li2Mn O3·(1-x)Li MO2(M=Mn,Ni,Co,Fe,Cr,etc)以其超高的充放电容量及较低的成本受到了越来越多的关注。然而,该类正极材料的微观结构和反应机理尚不清楚。与此同时,也存在着一些问题,例如较低的首次库仑效率、较差的倍率性能以及工作电压衰减问题,这些都需要通过研究去克服。着眼于富锂层状正极材料研究现状,讨论了其微观结构、反应机理及电化学性能。     

C包覆改善富锂锰正极材料低温性能

以葡萄糖为C源,表面包覆富锂锰正极材料。用X射线衍射和扫描电镜对样品进行了表征,并设计成软包电池来测试材料的电化学性能。研究表明:C包覆的富锂锰正极材料在常温循环300次容量保持100%。此外,低温-20和-40℃的放电效率分别为60.3%和11.0%,低温-20和-40℃的恢复率为107.7%和104.8%。     

层状锰酸锂的制备及改性

采用离子交换法制备了锂离子蓄电池正极材料层状锰酸锂(m LiMnO2),并对其进行了掺杂改性研究,优化了层状锰酸锂及其前驱体(Mn2O3)的制备条件。采用X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)分析及电化学方法对所得试样进行了表征和测试。结果表明未掺杂的m LiMnO2具有很高的首次不可逆容量(130mAh·g-1),并且循环中容量衰减很快。对m LiMnO2进行掺杂Cr3 、Al3 和Co3 等的改性研究,结果表明掺杂能显著改善m LiMnO2的循环性能,降低首次充放电过程中的不可逆容量;其中Co和Al是掺杂效果较好的元素。     

燃烧法制备层状正极材料LiNi0.5Mn0.5O2

用燃烧法制备了正极材料LiNi0.5Mn0.5O2,研究了合成条件对产物的影响。XRD、SEM及电化学测试结果表明:n(Li)∶n(Mn+Ni)=1.05∶1.00、n[CO(NH2)2]∶n(NO3-)=1.0∶1.0,在900℃下烧结4h所得样品为α-NaFeO2层状结构;一次颗粒粒径为0.1～1.0μm;在2.7～4.5V的首次放电比容量为181.7mAh/g,第20次循环时的容量保持率为83.5%。     

锂离子蓄电池层状锰系正极材料的研究进展

对近年来国内外层状锰酸锂正极材料的研究进展进行了综述,详细介绍了单斜和斜方同质多形层状锰酸锂的晶体结构、合成方法及其电化学特性。由于层状LiMnO2具有无毒、成本低、比能量和理论容量高等优点,成为国内外研究的热点。但层状LiMnO2结构不稳定,锂离子从LiMnO2中脱出或Jahn Teller效应都会引起层状LiMnO2的变形。为此,人们又从两方面进行改进:(1)用向层状LiMnO2中掺杂金属离子的方法来稳定结构,如Al3 ;(2)层状锰系衍生物的研究,如LiLi1.2Cr0.4Mn0.4O2,电化学活性高,可逆容量可达200mAh/g,具有广泛的应用前景。     

锂离子电池层状正极材料LiMO2的改性研究

综述了锂离子电池层状正极材料LiMO2M(=Co、Ni、Mn)的结构、性能及目前存在的问题,介绍了近几年来LiM O2M(=Co、Ni、Mn)的改性研究进展,并着重探讨了元素掺杂和表面包覆改性对上述材料的结构和电化学性能的影响,对掺杂离子的特点、作用进行了小结。     

超声波包覆改善富锂锰正极材料低温性能

采用超声波在富锂锰正极材料表面包覆MnO_2。用X射线衍射和扫描电镜对样品进行了表征,并设计软包电池测试材料的电化学性能。研究表明:超声波包覆MnO_2的富锂锰正极材料能提高材料首次放电效率,达96.4%。此外,低温-20和-40℃的放电效率分别为66.9%和6.7%,低温-20和-40℃的恢复率为103.5%和102.2%。     

锂离子电池正极材料的研究进展

介绍了中国科学院物理研究所固体离子学实验室最近对商品LiCoO2进行表面纳米包覆层处理后电化学性质得到显著改善以及LiMn2O4掺Cr后改善了高温性能的实验结果.同时评述了近年来国际上在锂离子电池正极材料研究中的最新成就,包括Mn基层状正极材料和磷酸盐正极材料.     

溶胶-凝胶法制备锂离子蓄电池正极材料Li3V2(PO4)3

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3].考察了煅烧温度、煅烧时间、原料配比等条件对产物组成及电化学性能的影响.结果表明,以n(Li):n(V)=3.2:2.0投入原料,在700 ℃下煅烧8 h,合成的正极材料具有优良的电化学性能.样品在0.1 C充放电下,首次放电比容量达到130.0 mAh/g.X射线衍射(XRD)结果表明,以溶胶-凝胶法合成纯相Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低.