溶胶凝胶法制备LiNi0．03Mn1．97O4及其电化学性能

采用溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiNi0.03Mn1.97O4,使用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对合成材料的结构及物理性能进行了表征。将合成材料作为锂离子电池正极活性材料,考察烧结温度对其结构及电化学性能的影响。随着烧结温度的升高,尖晶石型结构越来越完整,初始放电比容量增大,但循环性能却逐渐变差。在750℃下烧结温度12h得到了性能较好的HNi0.03Mn1.97O4,首次放电比容量为118．7mA·h／g,50次循环后,其放电比容量仍保持在101．6mA·h／g,适合作为锂离子电池的正极材料。     

LiMn2O4正极材料的合成及循环稳定性

根据Li2CO3/MnO2混合粉体的热重-差热分析,利用Ozawa法计算出混合粉体反应过程中各个阶段的活化能,据此在不同的预热处理温度条件下合成出正极材料LiMn2O4,对LiMn2O4材料进行了X射线衍射分析、扫描电镜观察和电化学性能检测.优化了工艺参数,确定的最佳合成工艺参数为600℃预保温和830℃保温12 h.该工艺合成的LiMn2O4粉体具有尖晶石结构和良好的形貌.组装成的电池在常温下循环时,初始放电容量为122(mA·h)/h,20次循环后容量保持在96%左右.     

烧结温度对尖晶石型LiMn2O4的影响

尖晶石型锰酸锂作为锂离子电池正极材料具有比能量高、循环性能好、成本低、无污染、安全性能好等优点,成为近年来研究的热点。尖晶石型LiMn2O4的结构与性能在很大程度上决定着锂离子电池的商业化。烧结温度是制备LiMn2O4的重要影响因素。从制备方法上综述了温度对尖晶石型LiMn2O4的影响。     

稀土元素掺杂对尖晶石型LiMn2O4正极材料的结构和电化学性能的影响

利用固相配位反应法合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn1.995RE0.005O4(RE=Y,Nd,La),通过XRD、充放电测试等手段对材料的物相结构和电化学性能进行了研究.结果表明样品呈良好的尖晶石结构,在0.1mA/cm2和2.8-4.5V条件下恒流充放电,其首次充电容量为135mAh/g,放电容量为120mAh/g,循环可逆性好.     

Ni-Co复合掺杂LiMn2-2xNixCoxO4的合成与性能研究

为了改善锂离子电池正极材料LiMn2O4的循环性能,对Ni-Co复合掺杂LiMn2O4的合成与性能进行了研究.溶胶-凝胶法合成的LiMn2O4试样为纯的立方尖晶石相,且结晶状态良好.Ni-Co复合掺杂综合了Ni掺杂效应和Co掺杂效应,不仅提高了材料的初始放电容量,而且改善了材料的电化学性能.在3.0V-4.3V充放电压范围内,初始容量达到139mAh/g,36次循环后容量仅仅衰减3.6%.     

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。     

LiCoO2正极材料的溶胶-凝胶法合成及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池的活性正极材料LiCoO2超细粉体.实验表明合成的LiCoO2粉体结晶良好, 层状结构发育完善, 平均粒径为300 nm, 而且粒径分布窄, 比表面积大.电池充放电测试表明 正极的电化学性能与LiCoO2粉体的合成温度有关, 其中700 ℃合成得到的LiCoO2正极材料具有最优的电化学性能, 其首次放电比容量高达141 mA*h/g, 30次循环后其可逆比容量仍高达120 mAh/g, 容量损失为14.89%.     

掺杂与表面包覆对尖晶石型LiMn2O4电化学性能的影响

用固相法制备了Cr3 和F-同时掺杂的尖晶石型LiMn2O4正极材料,并对掺杂材料进行氧化铝表面包覆改性,用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了材料的表面形貌和晶体结构,用充放电实验和交流阻抗技术测试了材料的电化学性能。结果表明:LiMn2O4在掺杂Cr3 和F-及表面包覆氧化铝后仍为尖晶石型结构,随掺杂和包覆量的增加,材料首次放电容量降低,但循环性能明显改善,其中未掺杂、掺杂量为0.10和表面包覆0.3%的氧化铝的材料室温首次放电容量分别为125.3 mA·h/g、117.5 mA·h/g和113.7 mA·h/g,循环25次后容量保持率分别为82.7%、91.5%和93.6%,而55℃下25次循环后放电容量及其保持率以表面包覆氧化铝的最佳,分别达到104.2 mA·h/g和92.1%。     

复合掺杂改性LiMn_(2-x)Cr_xO_(4-3x)F_(3x)正极材料的制备及性能

以CrF3为掺杂原料,采用高温固相法合成阴阳离子共掺杂LiMn2–xCrxO4–3xF3x锂离子电池正极材料。用X射线衍射、扫描电镜、充放电实验、循环伏安及交流阻抗等表征材料的结构、形貌和电化学性能,分析阴阳离子复合掺杂对材料结构和性能的影响。结果表明:掺杂材料LiMn2–xCrxO4–3xF3x具有完整的尖晶石结构。阴阳离子复合掺杂能改善尖晶石LiMn2O4的循环性能,当摩尔掺量x=0.10,电压为3.0～4.35V、充放电倍率为0.1C时,首次放电容量为120.1mA·h/g,室温、高温循环20次容量保持率分别为97.5%和94.1%。循环伏安实验发现:复合掺杂改性材料具有两对更完整、对称性更好的氧化还原峰。     

重质化学二氧化锰制备尖晶石锰酸锂

采用重质化学二氧化锰制备尖晶石LiMn2O4。采用X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电等技术对合成产物进行物相、形貌和电化学分析。结果表明:采用重质化学二氧化锰与电解二氧化锰制备的LiMn2O4粉末具有相似的X射线衍射结果。采用重质化学二氧化锰制备的LiMn2O4在0.2C、0.5C、1C、2C及3C放电倍率下放电比容量分别为108.5、104.7、97.3、86.5mA·h/g和70.7mA·h/g,以电解二氧化锰为原料制备的LiMn2O4放电比容量则分别为106.1、103.4、99.1、89.2mA·h/g和75.5mA·h/g。两种原料制备的LiMn2O4在不同倍率下的比容量和充放电循环性能差别不大,采用重质化学二氧化锰制备的锰酸锂电化学性质可以达到或超过采用电解二氧化锰制备的锰酸锂。