锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4--包覆LiCoO2对LiMn2O4循环性能的影响

将LiMn2O4置于LiAc和CoAc2的混合溶液中,缓慢蒸干溶液,煅烧后获得了包覆LiCoO2的LiMn2O4材料。通过电化学测试研究了钴的包覆量、煅烧温度、煅烧时间对包覆LiCoO2的LiMn2O4材料循环性能的影响,并比较了包覆Li CoO2前后,LiMn2O4材料分别在常温和高温环境下循环性能的差异。实验结果表明,在LiMn2O4的表面包覆LiCoO2,可以使LiMn2O4在常温和高温环境下获得良好的循环性能。     

锂和钴元素掺杂对锂锰尖晶石结构和性能的影响

利用流变相反应法合成了两种化合物LixMn2O4(0.90≤x≤1.2)和LiMn2-xCoxO4(0.05≤x≤0.5),探讨了不同锂含量对尖晶石材料结构和性能的影响,并对掺钴材料LiMn2-xCoxO4的结构和电化学性能作了初步研究。不同Li/2Mn对合成的尖晶石LiMn2O4的结构有很大的影响,对于纯的尖晶石LiMn2O4化合物,其Li/2Mn值应控制在0.95￣1.15之间。Co3 离子掺入到LiMn2O4能稳定尖晶石的骨架结构,并且极大地改善了LiMn2O4在充放电过程中的循环稳定性能。     

烧结温度对LiMn2O4结构和性能的影响

采用己二酸辅助溶胶-凝胶法在350～900℃制备了一系列LiMn2O4样品。运用SEM和XRD分析技术研究了不同烧结温度对LiMn2O4结构的影响。结果表明:烧结温度对LiMn2O4正极材料的晶相结构、电化学性能有显著影响,LiMn2O4正极材料晶粒的生成和长大的控制步骤为其合成的温度,材料合成的最佳温度为800℃。在800℃条件下合成的LiMn2O4具有较高的电化学活性和较好的晶相结构,首次放电比容量超过130mAh·g-1,40次循环后,放电容量保持率仍在85%以上。高温合成有利于提高LiMn2O4正极材料的放电容量,低温合成有利于提高其循环性能。     

LiMn2O4/LiCoO2共混对锂离子电池性能的影响

将LiMn2O4和LiCoO2在强力混合机中混合均匀,获得均匀的共混正极材料。通过电化学测试研究了LiMn2O4/LiCoO2两种电极材料混合比例对锂离子电池循环性能的影响,并比较了LiMn2O4与LiCoO2混合前后在常温和高温环境下循环性能的差异。实验结果表明:在LiMn2O4与LiCoO2共混后制得的锂离子电池在常温和高温环境下都具有良好的循环性能。     

MnO2形貌对LiMn2O4电化学性能的影响

用3种不同形貌的电解MnO2(EMD),采用高温固相法合成了尖晶石LiMn2O4正极材料.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)法分析了材料的结构和形貌,研究了MnO2形貌对LiMn2O4充放电性能的影响.结果表明:3种EMD均可得到纯相LiMn2O4;EMD与合成的LiMn2O4在形貌和颗粒度上具有对应性;由EMD(F)所制备的LiMn2O4(F)的首次放电比容量达到122 mAh/g,50次循环后仍保持在118 mAh/g.EMD(F)是合成LiMn2O4正极材料较理想的原料.     

PTMA/LiMn2O4复合正极材料及电化学性能

介绍了用于锂离子电池的一种有机-无机复合正极材料PTMA/LiMn2O4的制备方法,报导了PTMA/LiMn2O4复合材料的循环伏安特性、交流阻抗、循环性能以及高倍率充放电特性。试验结果表明：PTMA/LiMn2O4复合正极材料具有比较优良的循环稳定性和大电流充放电性能,是一种性能优良的锂离子电池正极材料。     

LiCoO2改性LiMn2O4的制备及性能的研究

采用高温固相法制备了改性LiMn2O4锂离子电池正极材料.利用TG-DSC、XRD、EDS和充放电测试等研究了LiCoO2的掺入对改性LiMn2O4的形成过程、结构及电化学性能的影响.结果表明:在850℃下热处理8 h,能够形成完整的尖晶石型LiMn2O4结构.当n(LiCoO2):n(LiMn2O4)为0.3时,10次循环后(55℃),改性LiMn2O4的容量保持率由LiMn2O4的89.9%提高到99.0%.     

三氧化二铝包覆锂离子电池用尖晶石锰酸锂

用液相浸渍法在尖晶石LiMn2O4表面包覆Al2O3薄膜,对包覆后的尖晶石LiMn2O4进行理化性能及电化学性能分析.Al2O3包覆层减少了尖晶石LiMn2O4与电解液的直接接触,减少了电解液对正极材料的侵蚀,改善了LiMn2O4的循环性能.以1C在2.75～4.20 V循环250次,容量保持率由包覆前的85.3％提高到包覆后的90.7％.     

锂离子蓄电池LiMn2O4正极材料容量衰减机理分析

作为一种新型材料,锂离子蓄电池尖晶石LiMn2O4正极材料已经得到了广泛的应用,但容量衰减成为LiMn2O4商品化的主要障碍。从正极材料的溶解及相变化、电解液的分解、钝化膜的形成、过充电、集流体的腐蚀等方面介绍了影响LiMn2O4正极材料容量衰减的机理。提出了减少LiMn2O4正极材料容量衰减的几种方法,并对LiMn2O4正极材料的发展前景做出了展望。     

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%。     

温度对LiMn2O4正极材料嵌锂动力学的影响

采用传统方法成功制备了LiMn2O4正极材料,并利用微分电容和电化学阻抗谱研究了储存温度对LiMn2O4正极材料锂离子嵌脱动力学的影响。微分电容曲线表明LiMn2O4中锂离子的两步嵌脱机制是完全不同的。电化学阻抗谱表明,随着储存温度的升高,Li+在电极活性物质中的扩散变得困难,从而导致电荷转移电阻迅速增大。     

添加剂对LiMn2O4锂离子电池性能的影响

采用商品化的LiMn2O4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂动力电池,并利用XRD、SEM等分析手段表征了LiMn2O4原料。研究了MgO,LiF和Li2CO3添加剂对电池性能的影响。研究发现,添加2%wt的LiF能够有效地提高LiMn2O4的放电比容量和循环性能,放电比容量最高达到107.5mAh/g,100次循环后电池容量保持率为最高为93%,而纯LiMn2O4的放电比容量只有105 mAh/g,100次循环容量保持率为91.1%。研究认为,添加剂能够有效地降低电解液中的HF的含量,并且能够增强正负极表面SEI膜的致密性,减少正极材料和电解液的接触面积,进而改善了锰酸锂电池的电化学性能。     

锂离子蓄电池材料LiMn2O4的循环性能和结构关系

LiMn2O4的XRD衍射谱中,(311)、(400)衍射峰强度比变化和Li离子、Mn离子在结构中位置变化有关,而Li和Mn的位置直接影响锂离子蓄电池的充放电循环性能.所以从(311)、(400)衍射峰的强度变化可以推知以LiMn2O4为正极的锂离子蓄电池循环性能变化.     

动力锂电池的研发现状——第一届动力锂电池国际会议评述

简介了2008年9月14-17日在美国阿贡国家实验室举行的第一届国际动力锂电池会议的学术发展情况。当前各国政府、汽车制造厂商、电池公司和化学试剂公司投入大量的人力、物力开发高性能动力锂离子电池。目前已有LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C、LiFePO4/C、LiMn2O4/C和LiMn2O4/Li4Ti5O12等多个体系的锂离子电池的技术指标接近或已达到电油混合电动汽车的要求。开发4.6 V或以上的高电压、高容量锂离子电池电极材料以及相应的电解液将会是今后长期的研究热点。     

尖晶石 LiMn_2O_4 电极的循环伏安研究

采用电化学线性扫描方法对所制备的尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４正极进行了研究分析。结果表明，分别代表锂离子嵌入和脱嵌两个阶段的两对氧化还原峰，只有在较慢的扫描速率下才能清楚地分开；而在同一扫描速率下，电极内导电物质越多使两对峰的分形越明显；尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４制备的时间越短，得到的氧化还原峰越平缓，分形越不明显，反映较无序的结构；在尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４中掺杂少量的镍以取代锰，其两步还原和氧化过程变得不清晰，可能是因为其它离子的修饰导致了材料晶格结构的区域无序化     

表面包覆尖晶石型LiMn2O4电化学性能研究

介绍了用软化学法制备表面包覆有LiCoxMn2-xO4的尖晶石型LiMn2O4,以及用循环伏安、恒流充放电和电位衰减方法试验了包覆前后样品的电化学性质。试验结果表明：包覆样品比未包覆的初始容量低;经50次循环后,未包覆样品的容降为56．2％,而表面包覆样品的容降则为33.5％,而且,包覆样品在电解液中的化学稳定性明显比未包覆样品高。结果还表明：表面层LiCoxMn2-xO4的存在减少了LiMn2O4在电解液中的溶解,提高了尖晶石型LiMn2O4的循环稳定性。     

锂离子电池过充短路添加剂

为了提高锂离子电池的抗过充性能,研究了二苯醚做为锂离子电池过充短路添加剂的性质.实验结果表明在锂离子电池有机电解液中,当电极电位高于4.5V(vs.Li/Li )时二苯醚在铂盘电极上发生电氧化聚合,形成具有良好电化学活性的导电聚合物,同时LiMn2O4粉末微电极的结果表明在电极电位到达4.25 V之前,二苯醚没有对正极材料产生明显的不利影响.LiMn2O4/Li模拟电池的结果表明当电池过充到约4.5 V时,电池电压不再升高,同时扫描电子显微镜观察发现二苯醚在正极上发生了聚合.此外在聚合过程中产生的H 在负极上被还原为H2,增加了电池的内压,因此可以通过激活安全阀提高锂离子电池的安全性.     

LiMn2O4电池的高温贮存胀气成因及解决方法

考察了有机官能团对LiMn2O4的表面修饰作用,以及对电性能的影响。通过优化水性粘合剂的组成,使之既起到LiMn2O4粘接作用,又能改善LiMn2O4电芯高温贮存性能的目的。实验结果表明:LiMn2O4材料在电池体系中高温循环容量稳定性与高温贮存稳定性是不同的电化学反应过程。引起电芯胀气的本质是电解液发生分解所致。因此,解决LiMn2O4电芯高温贮存胀气的技术途径,应设法降低锰离子悬挂键催化活性。合成了一种LiMn2O4专用水性粘合剂—LA138,由其制备的电芯不仅提高了高温贮存性能,且改善了电芯的高温循环性能,在60℃贮存40天无胀气,高温循环100周还有接近89%的容量保持率。     

Na取代对LiMn2O4正极电化学性能影响

高温固相反应方法合成了Li1-xNaxMn2O4锂离子电池正极材料。通过Na部分取代锰酸锂中的Li,期待能够弱化Jahn-Teller效应,提高锰酸锂的循环稳定性。实验结果证实了我们的预测。取代量为x=0．06时最佳。     

尖晶石型LiMn1.98Ti0.02O3.998F0.002的制备及电化学性能

为提高锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的大电流放电性能,以TiO2和LiF为掺杂体采用固相法制备了LiMn1.98Ti0.02O3.998F0.002,并与未掺杂的LiMn2O4进行性能比较。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明,LiMn1.98Ti0.02O3.998F0.002具有与LiMn2O4同样的尖晶石结构,并且颗粒细小,粒度分布窄,颗粒表面光滑。电化学测试结果显示,LiMn1.98Ti0.02O3.998F0.002具备大电流放电能力和良好的循环稳定性。