锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

尖晶石相LiMn2O4具有价格低、无毒、制备简单等特点,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子电池的正极材料。文章简要介绍了锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状,主要包括材料的各种制备技术、当前LiMn2O4材料研究存在的主要问题及抑制其容量衰减的解决方案。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

锰酸锂用作锂离子电池正极材料是当前研究热点之一 ,由于其价格、安全和环境优势 ,其应用前景十分看好 ,本文综述了近几年尖晶石型LiMn2 O4的研究现状 ,概述了尖晶石型LiMn2 O4制备的方法、结构和电化学性能以及影响其化学性能的各种因素和解决措施。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4

阐述了近年来LiMn2O4材料在结构、合成和循环性能的研究情况。在结构上,论述了LiMn2O4作为正极材料的理论基础和其在充放电过程中的结构变化。在合成上,论述了合成方法和原材料对性能的影响。在循环性能上,论述了体相掺杂和表面相掺杂两种改善循环性能的方法。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的改性研究

为改善尖晶石LiMn2O4的循环性能，采用高温固相法合成了由Li2CO3改性的尖晶石锂锰氧化物，研究了Li2CO3添加量对LiMn2O4性能的影响。通过XRD，Rietveld精细XRD分析和模拟电池等方法对产物的结构和电化学性能进行了表征与测试。结果表明，部分Li进入到尖晶石LiMn2O4的晶格中，增强了材料充放电循环过程中的结构稳定性。随着Li2CO3量的增加，产物的循环稳定性增加。当Li2CO3的加入量为0．06摩尔比时，10次循环后的高温容量衰减由改性前的15％降低到6．8％。     

锂离子二交电池LiMn2O4正极材料的研究进展

锂离子二次电池锂锰氧化物正极材料因其价格低廉、性能优良而成为研究的热点。本文综述了近年来锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展，并对该材料的结构、性能、合成方法以及存在的问题进行了重点阐述。LiMn2O4材料具有尖晶石结构，目前制备主要固相烧结和液相合成方法。通过加入过量的锂和引和杂原子及采用工艺可改善其循环性能。     

锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展

锂离子二次电池锂锰氧化物正极材料因其价格低廉、性能优良而成为研究的热点.本文综述了近年来锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展,并对该材料的结构、性能、合成方法以及存在的问题进行了重点阐述.LiMn2O4材料具有尖晶石结构,目前制备主要用固相烧结和液相合成方法.通过加入过量的锂和引入杂原子及采用新工艺可改善其循环性能.     

锂离子电池正极材料LixMn2O4的研究进展

阐述了近年来锂离子电池正极材料LixMn2O4在结构、合成和循环性能的研究情况,归纳了造成容量衰减问题的原因和目前为解决该问题所采用的各种方法.     

锂离子电池正极材料LiMn2-xNdxO4的性能研究

采用高温固相反应法,合成了具有尖晶石结构的锂离子电池正极材料LiMn2O4,并对其掺杂不同量的Nd,得到LiMn2-xNdxO4(x=0～0.03).对材料进行了XRD、粒度分析及恒电流充放电测试.试验结果表明,掺杂微量稀土元素Nd合成的正极材料具有标准尖晶石结构,较好的循环稳定性.其中LiMn0.995Nd0.005O4具有较好的电化学性能和循环稳定性,最高容量达到132mAh·g-1.     

掺杂稀土元素对锂离子电池正极材料LiMn2O4的影响

尖晶石LiMn2O4作为锂离子电池最有潜力的正极材料已经成为研究的热点，但其在充放电过程中结构的不稳定制约了其应用。近年来，许多研究学者对LiMn2O4进行稀土掺杂，有效地提高了LiMn2O4材料的电化学性能和循环稳定性。文章综述了近几年在这方面的研究进展。     

正极材料LiMn2O4合成及AA电池性能研究

采用沉淀法合成前躯体Mn（OH）2,然后利用其作为前躯体合成锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4合成的影响。     

尖晶石锰酸锂的第一性原理计算

应用基于全势缀加平面波方法（Full LineAugmented Plane Wave，FLAPW）的第一性原理计算软件Wien2K，对尖晶石LiMn2O4和其理想脱锂终点Mn204化合物进行了研究。优化得到了二者及体心立方相Li的晶体结构，脱锂前后晶格参数以及O原予占位的变化规律和实验结果相一致；采用Rietveld方法计算了脱锂前后LixMn2O4的理论X射线衍射图谱，二者之间的变化规律，和采用同步X射线衍射对竞放电过程的尖晶石LiMn2O4结构进行分析得到结果相一致；理论预测了LiMn2O4的平均放电电压为4．05V，和实验结果相吻合。     

溶胶凝胶法锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备及表征

研究了以氢氧化锂和醋酸锰为原料 ,用溶胶—凝胶法制备作为锂离子二次电池的正极材料的Liy Crx Mn2 -x O4 ( x=0 .0 5,0 .0 8,0 .1 2 ;y=1 .0 0 ,1 .0 5,1 .1 0 )。用 X射线衍射法对样品进行分析 ,证实其结构仍然是尖晶石结构。实验结果显示 ,对于尖晶石 Li1.0 5Cr0 .0 5Mn1.95O4 的最佳热合成温度是750℃ ,而合成 Liy Crx Mn2 -x O4 样品的晶体学参数和电化学性能在很大程度上受锂和铬的含量的影响。综合考虑循环寿命和容量密度 ,Li1.0 5Cr0 .0 5Mn1.95O4 的性能最好。循环性能的改善主要是因为掺杂后结构更稳定。     

反应球磨合成尖晶石LiMn_2O_4及其电化学性能

以KMnO4、MnSO4·H2O和LiOH·H2O为原料,采用反应球磨法合成了LiMn2O4。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物的结构和表面形貌进行表征。结果表明,反应球磨后生成了LiMn2O4、Li2SO4·H2O和KLiSO4,水洗后的产物为尖晶石LiMn2O4,但结晶度不高;经800℃保温30 min后LiMn2O4晶型完整,颗粒细小,粒径分布均匀,平均粒径为500 nm左右。电化学测试结果表明,LiMn2O4在0.2、0.5、1、3 C下的首次充放电比容量分别为115.8、107.0、105.5、98.2 mA.h/g。材料循环性能良好,10次循环后容量衰减仅3.2%。     

Influence of Sc3+ on LiMn2O4 cathode materials at elevated temperature

Sc3 -doped lithium manganese oxides were synthesized by solid-state reaction. The influences of doping element on structure,mean valence of manganese, and electrochemical performances were studied by X-ray diffraction (XRD), galvanostatic charge-discharge and cyclic voltammetric tests, and also electrochemical impedance spectroscopy (EIS). XRD tests showed that doped lithium manganese oxides were pure spinel structure without other phases. Redox titration and visible spectrophotometry tests indicated that the mean valence of man-ganese in doped lithium manganese oxides was higher than that of pure one. LiSc0.02Mn1.98O4 remained 92.9% of the initial specific discharge capacity after 50th cycle at a constant current of 50 m/g, and the reversibility of LiSc0.02Mn1.98O4 was improved in comparison with pure LiMn2O4 at 50 ℃. EIS indicated that film deposition on spinel particles was suppressed because of Sc3 doping, and the charge transfer be-tween the surface film and spinel particles with increasing temperature for Sc3 -doped materials became easier as compared with undoped one.     

尖晶石LiMn2O4表面包覆氧化钴的研究

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,并以化学沉积方式对其进行包覆氧化钴的表面处理。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等技术对表面处理前后的LiMn2O4进行表征,分析了表面处理后LiMn2O4物理特性的变化,并结合电化学性能测试,研究了表面处理及其工艺和条件对LiMn2O4电化学容量与循环性能的影响。结果表明,表面处理后LiMn2O4循环性能显著提高。随氧化物含量的增加,循环性能提高,容量降低。未经表面包覆的LiMn2O4首次充放电容量为108．13mAh／g,50次循环充放电后容量衰减26．3％。500℃加热处理的表面包覆0．5％、2％氧化钴的LiMn2O4首次循环放电容量各为118．38mAh／g、115mAh／g,经过50次充放电循环后,容量分别降低8％、7％。     

柠檬酸络合法合成的尖晶石LiMn2O4特性研究

锂离子电池具有比能量高、质量轻、体积小、电压高、安全性好和无记忆效应等特点,而正极材料是其研究的重点.采用柠檬酸络合法成功地合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4,并用X射线衍射仪、红外光谱、差热分析仪和扫描电镜等手段对其最优合成条件及合成产物的结构和电化学性能作了初步研究.在最佳条件下,即柠檬酸与金属离子的摩尔比为1.3左右及温度为700℃,制备的正极材料LiMn2O4具有较高的初始容量和较好的循环稳定性,即初始放电容量约为132 mAh·g-1,40次循环后能保持初始容量的90%,完全可以用于高比能长寿命的锂离子蓄电池.     

Y改性对LiMn2O4结构及电化学性能的影响

采用控制沉淀速度法，制备前驱体，固相法掺杂钇，合成了锂离子电池正极材料LiMn2-x YxO4，并对其结构和电化学性能进行了研究。XRD、红外测试结果表明，随着Y含量的增加，材料LiMn2-xYxO4（X=0．00、0．005、0．02、0．05）的晶格参数a逐渐变小，Mn-O键吸收峰逐渐增强，使得材料晶胞收缩，晶格结构得到稳定。交流阻抗与恒流充放电测试表明，材料LiMn1.98Y0.02O4显示了较小的电化学反应阻抗和较好的循环性能，在0．1C恒流活化放电下，其初始放电比容量为122．2mAh／g，30次0．2C恒流充放电循环后容量保持率为90．0％。     

锂改性尖晶石锰酸锂的循环伏安特性及其电化学性能研究

用LiMn2O4和碳酸锂制备了锂改性的锰酸锂产物，循环性能和比容量测试结果表明随着碳酸锂加入量的增加，循环稳定性逐渐增强，而比容量有逐渐下降的趋势。循环伏安测试结果表明，LiMn2O4及其改性产物具有两对氧化还原峰。随着碳酸锂加入量的增加，两对氧化峰和还原峰峰电位差呈逐渐下降趋势，说明了锂脱嵌的可逆性越来越好；氧化（或还原）峰之间的分形变得不明显，峰形逐渐宽化，说明锂离子两步脱嵌过程变得越来越不明显。研究表明锂离子脱出和嵌入的总量随着碳酸锂量的增加而减少。XRD结果显示，随着碳酸锂加入量的增大，晶格常数逐渐降低，晶格逐渐收缩，结构稳定性增强。