掺钴LiMn2O4材料的微波模板法合成

利用微波模板法制备了尖晶石型LiMn2O4-xCoxO4(x=0、0.1、0.2和0.4)锂离子电池正极材料.利用XRD和SEM等方法对样品进行了表征,结果表明:掺杂后的材料仍是尖晶石相,掺杂Co可提高材料的尖晶石结构稳定性.电化学测试结果显示:与纯的LiMn2O4材料相比,掺杂后的材料循环性能得到提高.x=0.2为最佳值,其初始容量为112 mAh/g,40次循环后,容量衰减率为9%.     

掺杂元素对锰酸锂电极材料性能的影响

采用熔融浸渍法合成LiMxMn2-xO4(M＝Co、Cr、Al、Ti、B、V)锂离子蓄电池正极活性材料.研究了掺杂元素及掺杂量对其电化学性能的影响.发现掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的Co、Cr金属离子,能显著改善其循环性能.另外,适当提高掺杂量也有利于循环性能的改善,但比容量有所降低.综合考虑容量与循环性能,掺杂x＝0.1的Co时效果最优.     

尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy的循环性能

用高温固相法制备了尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy锂离子电池正极材料.电性能测试表明,Al、F共掺杂能提高LiMn2O4的容量.LiAl0.1 Mn1.9O4-yFy(y=0.05、0.10)常温下的初始容量分别为104.4 mAh/g和105.3mAh/g,高于Li1+xMn2O4;100次循环后,容量仍高于Li1+xMn2O4.Li1+xMn2O4(x=0.05、0.06和0.07)的高温(55℃)循环性能较好,100次循环后,容量衰减率分别为24.02%、21.78%和22.23%,除Li1.04Mn2O4(x=0.04)外,均低于LiAl0.1Mn1.9O4-yFy.阴离子的掺杂提高了材料的容量,阳离子掺杂抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石结构的稳定性,提高了材料的循环性能.     

尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy的循环性能

用高温固相法制备了尖晶石相Li1 xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy锂离子电池正极材料.电性能测试表明,Al、F共掺杂能提高LiMn2O4的容量.LiAl0.1 Mn1.9O4-yFy(y=0.05、0.10)常温下的初始容量分别为104.4 mAh/g和105.3mAh/g,高于Li1 xMn2O4;100次循环后,容量仍高于Li1 xMn2O4.Li1 xMn2O4(x=0.05、0.06和0.07)的高温(55℃)循环性能较好,100次循环后,容量衰减率分别为24.02%、21.78%和22.23%,除Li1.04Mn2O4(x=0.04)外,均低于LiAl0.1Mn1.9O4-yFy.阴离子的掺杂提高了材料的容量,阳离子掺杂抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石结构的稳定性,提高了材料的循环性能.     

硼族元素掺杂尖晶石型锰酸锂改性的研究进展

硼族元素(B、Al、Ga、In、Tl)位于周期表第三主族,其离子可通过掺杂取代尖晶石型LiMn_2O_4中部分Mn~(3+),增强其结构稳定性,从而改善尖晶石型LiMn_2O_4的电化学性能。综述了历年来硼族元素单离子掺杂和复合掺杂对尖晶石型LiMn_2O_4结构和电化学性能的影响,展望了硼族元素掺杂在尖晶石型LiMn_2O_4的发展前景。     

溶胶凝胶法合成LiMn2-xCoxO4及其性能研究

为了改善LiMn2 O4 作为锂离子蓄电池正极材料的循环可逆性能 ,我们采用溶胶 凝胶法掺杂合成了形如LiMn2 x CoxO4 的化合物 ,并用粉末X射线衍射技术 (XRD)研究了产物的晶体结构与电化学性能的关系。研究结果表明 ,在掺杂量 (即x值 )不是很大时 ,材料都能保持较好的尖晶石结构。在LiMn2 O4 中掺杂Co可明显地改善LiMn2 O4 的循环可逆性能。当x =0 .0 5时 ,5 0次循环后的容降由LiMn2 O4 的 10 %降低到 4%。同时 ,掺Co还可提高材料的大电流放电性能。当x =0 .1时 ,1C倍率放电容量与 0 .2C倍率放电容量的百分比值由LiMn2 O4 的 78%提高到 89%。     

尖晶石型LiMn2-yMyO4的高温性能

合成了一系列金属离子掺杂尖晶石 LiMn2-yMyO4（M=Al,Cr,Zn,Mg等）,并对其高温性能进行了测试分析。结果表明:金属离子掺杂使锰尖晶石材料的高温循环性能得到明显改善,但电化学比容量有所降低。掺杂材料中Mn3+含量有所降低,抑制了锰的溶解及 Jahn-Teller效应,削弱了锰尖晶石材料在充放电过程中相变的剧烈程度;Al、Cr、Ga的掺杂增强了[MO6]八面体的稳定性,有利于材料循环性能的改善。各种金属掺杂材料电化学比容量之间存在差异,材料的比容量一方面取决于掺杂金属离子在尖晶石结构中的价态,另一方面取决于掺杂离子所处的位置。     

共沉淀法制备的Al掺杂LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的性能

在氢氧化物共沉淀法制备前驱体的过程中添加纳米Al2O3,进行Al掺杂,考察掺杂量x对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-x AlxO2形貌和电化学性能的影响。x=0.02的产物以0.2 C在2.7~4.2 V充放电,第50次循环的容量保持率为95.7%,高于未掺杂样品的81.5%,循环性能随着放电倍率的增大而提高。     

铝掺杂正极材料Li(Ni0.5Mn0.5)1-xAlxO2的结构和性能

采用一步固相法制备了正极材料Li(Ni0.5Mn0.5)1-xAlxO2,研究了掺杂Al3 对材料结构和电化学性能的影响.X射线衍射分析(XRD)图表明当x≥0.1时样品中有杂质出现.扫描电子显微镜(SEM)分析表明,各样品粒径分布均匀,x=0.02时样品平均粒径小于150 nm.掺杂少量Al3 能有效提高材料的放电比容量.随着掺杂量的增大,材料的循环性能得到改善.     

锰酸锂电池铅源添加对性能影响的计算机分析

在850℃下焙烧20 h得到产物尖晶石型Li_(1.05)Mn_(1.95-x)Pb_xO_4,其中原料分别为以电解二氧化锰、碳酸锂、硝酸铅。采用计算机图像分析的方法对掺杂不同量的元素铅对尖晶石锰酸锂结构、形貌以及电化学性能等的影响,结果表明:尖晶石型Li_(1.05)Mn_(1.95-x)Pb_xO_4中掺杂量x的变化会对锰酸锂的颗粒团聚、循环性能产生影响,同时材料的电化学性能也会随着掺杂量x的变化而变化。     

正尖晶石LiMn2O4的合成与电化学性能研究

采用高温固相反应原理合成了LiMn2O4锂离子电池正极材料,研究了合成原料中n(Li)/n(Mn)(摩尔比)和合成温度以及掺杂金属钴元素对合成产物性能和结构的影响,恒电流充放电结果麦明LiMn2O4容量为115～120mAh/g,掺杂钴以后容量下降而循环性能改善,XRD测试分析表明合成产物具有正尖晶石结构;通过进一步优化材料的粒度和电极制备时控制导电剂的加入量,确定了提高LiMn2O4的容量、改善材料循环性能的其他因素.以合成产物为阴极材料,MCMB为阳极材料,组装的18650型锂离子电池的容量达到了1250mAh,循环300次后容量保持70%左右.     

LiCoxAl0.05Mn1.95-xO3.95F0.05的合成与电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4和多元复合掺杂的LiCoxAl0.05Mn1.95-xO3.95F0.05(x=0,0.01)正极材料.通过X射线衍射(XRD)对材料的晶体结构进行了分析,通过恒电流充放电和循环伏安对材料的电化学性能进行了测试.实验结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石结构,其中LiCo0...     

LiCoO2改性LiMn2-xCrxO4的结构与性能

采用溶胶-凝胶法合成了LiCoO2包覆改性的尖晶石型LiMn2-xCrxO4(x=0,0.05,0.1)正极材料.XRD表征改性材料均具有良好的尖晶石型结构;扫描电子显微镜(SEM)显示改性样品具有更好的颗粒分散度和表面形貌;充放电表明改性样品的循环性能均具有不同程度的提高,其中样品5%LiCoO2-LiMn1.95Cr0.05O4与未改性或仅掺杂Cr的材料相比较,更好地抑制了可逆容量在循环充放电中的衰减,50次循环充放电容量(122.3～112.4 mAh/g)仍保持在91.9%以上.循环伏安和电化学阻抗测试也表明该材料具有良好的充放电可逆性和较小的阻抗.     

尖晶石LiCoxMn2-xO4的电化学阻抗谱分析

用溶胶-凝胶法合成尖晶石LiCoxMn2-xO4(x=0.1、0.2、0.3和0.4)。随着Co掺杂量x的提高,样品的首次比容量降低,循环性能提高。LiCo0.1Mn1.9O4的电化学阻抗谱(EIS)高频区域拉长压扁的半圆由两个半圆重叠而成,分别归属于Li+通过SEI膜的迁移和LiMn2O4的电子电导率。在首次充放电过程中,3.95~3.70 V时SEI膜的阻抗增大,可能是Li+嵌入时颗粒膨胀导致晶体畸变所致;随着电极电位升高,电子传输电阻Re总体减小,电荷传递电阻Rct先减小,后增大。     

LiFexMn2-xO4材料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiFexMn2-xO4（X=0,0．05,0．1,0．2）正极材料。XRD测试结果表明该样品具有良好的尖晶石结构。电化学性能测试的结果表明掺杂后的材料均具有较好的循环稳定性。当掺Fe量为0．05时,首次放电比容量为104．37mAh／g,50次循环后比容量还有96．73mAh／g,容量衰减率仅为7．7％。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4掺钒的研究

采用低温液相碳酸盐法合成了掺杂钒的Li-Mn-O正极材料.X射线衍射分析表明当掺钒量小于20%,合成的电极材料Li-V-Mn-O仍能保持LiMn2O4的尖晶石结构,当掺钒量超过20%则合成产物中不含尖晶石结构的LiMn2O4.循环伏安和恒电流充放电实验证实掺杂钒可改善Li-Mn-O正极材料电化学反应的可逆性,并提高其比容量;掺钒量大于10%时,合成产物中出现杂质相导致电极材料电化学性能下降.     

锂离子电池正极材料Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的制备及其性能研究

锰酸锂正极材料在充放电循环过程中容量衰减严重,严重影响其大规模应用。针对其容量衰减严重的问题,通过固相制备出Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4正极材料,并用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、充放电测试、CV和EIS对其结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明,Mg2+、Na+的掺杂未改变Li Mn2O4的结构。在0.2 C下,样品Li Mn2O4和Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的首次放电比容量分别为127.1 m Ah/g和123.3 m Ah/g,充放电循环100次后,其容量保持率分别为77.34%和94.81%,Mg2+、Na+掺杂后,材料的初始放电比容量略有降低,但循环性能明显得到了改善。在10 C下,Li_(0.95)Na_(0.05)Mg_(0.1)Mn_(1.9)O_4的放电比容量高达92.4 m Ah/g。实验表明,Mg2+、Na+的共同掺杂有效改善了Li Mn2O4的循环稳定性和倍率性能。     

尖晶石LiMn2O4的合成及微量Fe的掺杂改性

以不同材料作为锰源,采用溶胶-凝胶法(sol-gel)合成了尖晶石LiMn2O4。电化学测试结果表明,采用硝酸锰作为锰源合成的尖晶石LiMn2O4具有相对较佳的电化学性能。进而采用碳酸锂、硝酸锰作为锂源和锰源合成了化学式为LiFexMn2-xO4的尖晶石锂锰氧化物材料(x=0.05、0.1、0.2、0.3、0.4),发现当x=0.1时,掺铁尖晶石LiMn2O4的初始放电容量达119 mAh/g,循环95次后容量保持率为86%,这一结果接近商品化尖晶石LiMn2O4。