锂离子电池正极材料LiMn2O4掺杂及对其性能的影响

综述了近年来掺杂锂离子正极材料尖晶石LiMn2O4的元素及方法，阐述了在锂离子正极材料LiMn2O4中掺杂钴、铬、镍、铝、稀土、钒后对材料性能的影响．结果表明，掺杂均不同程度地改善材料的循环稳定性，但对容量大都产生不利影响．     

二次锂离子电池的正极材料LiMn2O4的制备和性能研究

叙述尖晶石型LiMn2 O4正极材料的高温固相制备方法 ,分析合成条件对其性能的影响 ,通过XRD、SEM、ICP等方法 ,研究合成材料的结构、组分及电化学性能。     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4(Re=Er,Y,Gd,Nd,La),采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明:掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er3+,Y3+,Gd3+的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd3+,La3+的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Gd0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C(1C=120 mA.g-1)倍率下放电容量均最大。     

锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4的合成及性能

采用固相反应法合成了锂离子电池正极材料Li0.97Re0.01FePO4（Re=Er,Y,Gd,Nd,La）,采用X射线衍射、恒电流充放试验对掺杂试样的微观结构和电化学性能进行测试。试验结果表明：掺杂稀土金属离子对LiFePO4的晶体结构没有影响,与LiFePO4相比,掺杂Er^3＋,Y^3＋,Gd^3＋的试样具有优良的循环性能和倍率性能,而掺杂Nd^3＋,La^3＋的试样的循环性能和倍率性能较差。掺杂试样中,Li0.97Re0.01FePO4的电化学性能最佳,在C/10和1C（1C=120mA·g^-1）倍率下放电容量均最大。     

锂离子电池正极材料LiNixFe1-xPO4的制备及其性能

为提高锂离子电池正极材料LiFePO4的充放电性能，用Ni对LiFePO4进行掺杂，研究了Ni掺杂量对LiFePO4性能的影响，在LiNixFe1-xPO4（x=0，0．01，0．03，0．05，0．10）材料中，LiNi0.03Fe0.97PO4具有比LiFePO4更好的电化学性能，用80mA／g的电流进行充放电时，第2次放电比容量为133．278mAh／g，循环20次后为127．655mAh／g．     

锂离子电池正极材料LiCe_xNd_xMn_(2-2x)O_4(x=0～0.018)的Pechini合成及表征

采用X射线衍射仪、电池测试系统等,研究了采用Pechini法合成的锂离子电池正极材料LiCexNdxMn2-2xO4(x=0、0.012、0.014、0.016、0.018)的组织结构、首次充放电性能、循环稳定性能等。结果表明:当稀土元素掺入量较少(x≤0.014)时,样品由尖晶石型LiMn2O4相组成,否则,样品中将出现微量的杂质相(CeO2、Nd2O3);适量的稀土元素掺杂将使LiMn2O4样品的初始容量减小、循环稳定性能增加。LiCe0.014Nd0.014Mn1.972O4样品具有较好的循环稳定性能,其初始放电容量为124.8 mAh/g,经30次循环充放电后的容量保持在116.3 mAh/g,容量保持率为93.2%。     

锂离子电池正极材料LiMgxMn2-xO4的合成及性能

利用相转移法合成了LiMgxMn2-xO4前驱体,在电炉中于一定温度下烧结一定时间,得到锂离子电池正极材料粉体,并利用XRD、SEM、IR等对材料粉体进行结构形态表征.考察焙烧温度、焙烧时间、Mg的掺杂含量等对产物结构和电化学性能的影响.实验结果表明:当Mg的掺杂量x=0.06,于750℃焙烧15 h时所制备的样品材料结构稳定且呈尖晶石型,样品电极的充放电性能良好,首次放电比容量达125 mAh/g,放电平稳,样品电极可逆循环性能良好.     

锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究

采用碳酸锂和电解二氧化锰为原料,通过高温合成法研究了不同合成条件对反应产物ＬｉＭｎ２Ｏ４结构,性能的影响,并对ＬｉＭｎ２Ｏ４中Ｌｉ离了非化学计量本比做了研究。结果表明,合成前研磨时间越长,所需合成的时间越短,合成最佳温度为７５０℃;随着锂离子量ｎ的增另,ＬｉｎＭｎ２Ｏ４的晶格常数减小,１≤ｎ≤１．１时合成产物结构最完整 、     

锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及其改性

采用共沉淀法合成了锂离子正极材料LiFePO4,考察了不同合成条件对材料结构及性能的影响.研究结果表明:通过碳包覆改性后,LiFePO4的容量可明显提高,SiO2的掺杂对LiFePO4的结构没有影响.同时讨论了上述两种改性方法对材料性能的影响机制.     

二次氧化-沉淀法分离LiMn2O4中的锂和锰

以（NH4）2S2O8为氧化剂，采用二次氧化－沉淀法分离LiMn2O4中的锂和锰，分别得到了纯度为98.02%的Li2CO3和99.88%的MnO2，其元素的回收率分别达到88.95%和96.08%。反应的最佳条件为pH值为9-12，体系煮佛10min，沉淀汾离后，母液中的Li^ 用饱和（NH4）2CO3进行沉淀回收。     

微波合成LiMn2O4正极材料及其电化学性能的研究

本文以Li2CO3 、MnO2为原料,采用微波热处理合成锂离子电池正极材料LiMn2O4,研究了热处理温度,Li/Mn摩尔比对产物结构和电化学性能的影响,同时研究了微波热处理和传统热处理两种加热方式的差别.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、恒电流充放电测试分别对产物的结构、形貌及电化学性能进行表征,结果表明：采用微波法在750℃保温15 min,快速地制备出尖晶石型LiMn2O4,纯度高,尺寸分布均匀,约100-300 nm;于0.1C倍率下,以微波法制备的正极材料首次放电比容量可达112.38 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为91.6％;以传统方法制备的正极材料0.1C倍率下首次放电比容量为94.07 mA·h/g,1C倍率充放电50次循环后,容量保持率为71.4％     

以Mn3O4为锰源合成高性能LiMn2O4正极材料

以Mn3O4为锰源,采用固相反应法,在较低的温度(650℃)制得尖晶石LiMn2O4正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安和恒流充放电等技术对其相组成、微结构和电化学性能进行表征。结果表明该正极材料结晶良好,一次粒径约为150 nm。它的电化学性能,尤其是循环性能,明显优越于在较高温度合成的LiMn2O4。在电流密度为74 mA?g-1时,测得比容量为128 mAh?g-1,在1 480 mA?g-1时,比容量为105 mAh?g-1;在室温、148 mA?g-1充放电200次循环后,容量保持率为93%。     

Structure characteristics and electrochemical properties of LiMn2O4 modified by LiCoO2

In order to improve the cycle performance of LiMn2O4, the modified LiMn2O4 was prepared by solid-state reactions using LiMn2O4 and LiCoO2 as precursors. XRD and EDS were used to study the structure properties of the modified LiMn2O4. The electrochemical properties of the modified LiMn2O4 were also investigated, The results show that Li and Co atoms could insert into the LiMn2O4 crystal lattice and a newly formed spinel phase, modified LiMn2O4 was obtained. The modified LiMn2O4 exhibits excellent cycle ability at room and elevated temperatures compared to pure LiMn2O4. The improved electrochemical stability of the modified LiMn2O4 attributes to the entrance of Li and Co ions inserted into the spinel crystal structure.     

相转移法合成稀土La掺杂锰酸锂电极材料的性能

采用相转移法合成了稀土La掺杂的锰酸锂材料粉体。利用XRD、SEM等对粉体进行结构形态表征,并以其为锂离子电池正极活性材料测试其充放电性能。结果表明:按n(Li)∶n(La)∶n(Mn)=1.1∶0.01∶1.99的摩尔配比制备的前驱体,在750℃焙烧12 h合成的样品材料结构稳定且呈较好的尖晶石相,以0.1C在4.5~3.0 V范围内充放电,首次放电比容量达127.5 mAh/g,放电平台时间较长,工作电压平稳于4.1 V.     

尖晶石型LiMn_2O_4亚微米粉体的制备与结构性能表征

采用无机盐溶胶凝胶法制备了LiMn2O4尖晶石亚微米粉体,探讨了工艺参数对LiMn2O4化合物形成的影响。采用XRD、SEM、TEM研究了样品的晶体结构及其表面形貌,以其作为光催化剂对水溶性染料（活性艳红K-2G）进行了光催化性能研究,通过吸光度法表征了样品的光催化活性,采用重铬酸钾法研究了降解后染料溶液的化学需氧量,并根据配位场理论探讨了光催化反应的机理。结果表明,800℃热处理的LiMn2O4样品已完全形成尖晶石型晶体结构,晶粒呈长约300-400nm,宽约1.0-200nm,厚约100nm的短柱状,在可见光辐射下对染料溶液的降解脱色率和总有机碳去除率分别为76．5％和53．3％,是一种新型具有可见光活性的催化材料。     

尖晶石型锰酸锂制备及其电化学性能

锰酸锂被认为是取代商品锂离子电池正极材料的LiCoO2候选材料.以二氧化锰、醋酸锰及氢氧化锂为原料,蒸馏水为分散剂,在空气气氛下进行分段烧结,控制烧结温度和时间,制备了锂离子电池正极材料锰酸锂.用X射线衍射仪,电子扫描电镜对产物的结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征.结果表明:所制得正极材料为尖晶石型锰酸锂,结晶度高,无杂质相,材料颗粒的粒径均匀,首次放电比容量为117.3 mAh/g(0.5 mA/cm2,2.8~4.4 V,vs.Li+/Li);50次循环后,放电比容量为107.9 mAh/g,不可逆容量损失为9.4 mAh/g,比容量保持率为92.0%.得到了很好的综合电化学性能.     

Synthesis and Characterization of LiCoxMn2-xO4 Cathode Materials

LiCoxMn2.04 cathode materials for lithium ion batteries were synthesized by mechanical activation-solid state reaction at 750 ℃ for 24 h in air atmosphere, and their crystal structure, morphology, element composition and electrochemical performance were characterized with XRD, SEM, ICP-AES and charge-discharge test. The experimental results show that all samples have a single spinel structure, well formed crystal shape and uniformly particle size distribution. The lattice parameters of LiCo Mn2-xO4 decrease and the average oxidation states of manganese ions increase with an increase in Co content. Compared with pure LiMn2O4, the LiCo Mn2xO4 （x=0.03-0.12） samples show a lower special capacity, but their cycling life are improved. The capacity loss of LiCo009Mn191O4 and LiCo0.1Mn1.88O4 is only 1.85% and 0.95%, respectively, after the 20th cycle. The improvement of the cycle performance is attributed to the substitution of Co at the Mn sites in the spinel structure, which suppresses the Jahn-Teller distortion and improves the structural stability.     

Thermal expansion properties and hygroscopicity of Y2-xSmxW3O12 (x = 0.0-0.4) compounds

A novel class of solid solutions of Y2-xSmxW3O12 (x = 0.0-0.4) were synthesized and studied by means of powder X-ray diffraction. All samples crystallize in an orthorhombic space group Pnca. The lattice parameters a, b and c of Y2-xSmxW3O12 increase with increasing Sm content. Since the compounds of this series hydrate at room temperature, thermogravimetric (TG) analysis was carried out. The result shows that the compound stores less water with increasing Sm content. The thermal expansion properties of Y2-xSmxW3O12 (x = 0.1, 0.3 and 0.4) were investigated with high temperature X-ray diffraction. Negative thermal expansion coefficient -α becomes less negative from -6.644×10-6 to -6.211×10-6℃-1 when x changes from 0.1 to 0.4.