Pb掺杂对尖晶石型锰酸锂结构和性能的影响

以电解二氧化锰为锰源,碳酸锂为锂源,硝酸铅为铅源,采用高温固相法在800℃下焙烧24 h合成尖晶石型Li1.05 Mn1.95-xPbxO4.系统地研究了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:当Li1.05Mn1.95-xPbxO4中掺杂量x＞0.02时,材料的XRD图中出现杂质峰,随着x的增大,锰酸锂的颗粒有团聚趋势;当x=0.02时锰酸锂的循环性能得到一定的改善,锂离子扩散阻抗有所减小,之后随着x增大,Li1.05Mn1.95-xPbxO4的循环性能下降,材料的电化学性能变差.     

钒元素微量掺杂尖晶石锰酸锂的合成与表征

采用单一温区一次烧结合成工艺,在工业窑炉中成功合成了尖晶石锰酸锂。用XRD和SEM、激光粒度仪和比表面测定仪对合成的正极材料的物理性能进行了表征,采用软包装全电池对合成的正极材料的电化学性能进行了测试。结果表明:所合成的正极材料为不含杂相的立方尖晶石结构,比表面积0.2～0.8 m2/g,晶格常数a=0.823～0.824 nm;形貌为由直径大于1.0μm的近八面体形一次颗粒团聚形成的二次颗粒;应用所合成材料作为正极活性材料制作全电池,正极片压实密度达到2.8 g/cm3以上,首次放电容量在108 mA.h/g以上。     

以煅烧二氧化锰制备尖晶石型锰酸锂研究

研究了电解二氧化锰粉体经850℃煅烧后的物相、形貌和比表面积,并分别以煅烧二氧化锰和未煅烧二氧化锰为锰源采用固相法制备了尖晶石型锰酸锂,比较了2种锰酸锂在物相、形貌、比表面和电性能方面的差异。结果表明:电解二氧化锰经850℃煅烧10 h后,产物为多孔的Mn2O3颗粒,比表面为1.250 m2/g;与用普通二氧化锰制备的锰酸锂相比,用煅烧二氧化锰制备的锰酸锂晶粒较大且尺寸均一、比表面积较小(0.677 m2/g)、循环性能较好,25℃下1 C循环50次后容量保持率为97.11%。     

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。     

尖晶石锰酸锂粒度和离子改性对其循环性能的影响

以电解二氧化锰(EMD)和碳酸锂为原料采用固相法合成了尖晶石结构锰酸锂, 锰酸锂和原材料电解二氧化锰的颗粒粒度和形貌具有相似性.在试验范围内, 降低锰酸锂中超细颗粒, 其循环稳定性得到了明显的改善; 过量的锂对锰酸锂改性, 随着锂加入量的增大, 50℃下改性锰酸锂材料循环稳定性呈逐渐上升趋势, 同时比容量有所下降.通过粒度调整、离子改性, 合成了比容量为92.2 mAh·g-1的改性锰酸锂材料, 50 ℃下循环170次容量保持88%, 显示出较好的循环稳定性.     

焙烧分解-高温固相法制备层状锰酸锂及其性质研究

锰酸锂具有尖晶石和层状两种结构,而层状LiMnO_2具有无毒、安全、理论容量高等优点。以专用的MnO_2在空气中高温焙烧分解Mn_2O_3,与电池级LiOH·H_2O为原料,采用高温固相法,合成层状锰酸锂,其最佳合成条件为:锂锰配比为1.03,球磨均匀,经600℃温度,氩气保护气氛下,合成8h,合成的层状LiMnO_2材料,其首次充放电容量分别达到279mAh/g和171mAh/g,经20次循环后容量保持率为96.2%。合成的层状LiMnO_2材料具有相对较好的电化学性能。     

锰酸锂正极材料制备方法的研究进展

综述了制备锰酸锂正极材料的固相法和液相法的研究进展,重点介绍了基于传统方法的改性方法——元素掺杂法和包覆改性法。改性方法较明显地提高了锰酸锂正极材料的稳定性和电化学性能。     

富锂量对掺铝型锰酸锂性能的影响

研究了不同富锂量对锰酸锂性能的影响.对合成的材料进行了XRD、SEM、全电池充放电测试.结果表明,在热处理温度为920℃时,合成材料均为尖晶石相,随着富锂量的增加,颗粒的一次粒子粗化明显,比容量减小,倍率性能和循环性能提高;当富锂量为0.20 mol时,样品综合电化学性能最佳,1C放电比容量为90.4 mA·h/g,25℃和55℃下的1C充放50次,循环保持率分别为97.9％和94.1％.     

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。     

铝掺杂磷酸钒锂的制备及电化学性能研究

针对磷酸钒锂电导率低的问题,以硝酸锂、偏钒酸铵、磷酸二氢铵为原料,甘氨酸为络合剂和燃料,葡萄糖为碳源,硝酸铝为铝源,采用溶液燃烧合成法制备铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末,以改善其电化学性能。将制备得到的铝掺杂的Li_3V_2(PO_4)_3/C粉末作为锂离子电池正极材组装成电池进行了恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学性能测试。结果表明:铝掺杂能有效提高磷酸钒锂电导率,不同的铝掺杂比例的磷酸钒锂具有不同的的电子电导率和锂离子扩散速率,从而具有不同的放电比容量、循环性能和倍率性能;当铝掺杂含量为1%时,磷酸钒锂具有最优的电化学性能,在充放电速度为10C循环500次后放电容量为104.6 mAh/g。     

V掺杂制备尖晶石LiMn204的研究

采用V掺杂固相法合成尖晶石锰酸锂（LiMn2O4）,研究了掺杂后对材料的影响,用感应耦合等离子体（ICP）、XRD、SEM、激光粒度分析（LPS）、BET和充放电测试,对材料进行了分析。实验表明掺杂V的LiMn2O4结晶度更完整,颗粒表面更光滑,平均粒径增大了4．55μm,比表面积减小了0．52m2／g;循环30次的容量保持率提高了4．13％。     

新能源汽车动力型锂离子电池锰酸锂正极材料循环性能的改性

在目前主流的锂离子正极材料中,尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)具有成本低廉与安全性能高的优势,因此在小型新能源汽车领域有广泛的应用。目前锰酸锂正极材料发展与应用的主要障碍在于锰元素的溶解。锰的溶解将导致循环性能的迅速衰退,在高温循环中尤为显著。在实验中,以氟化锂作为包覆物质,将其包覆于锰酸锂正极材料表面,从而将锰酸锂与电解液隔绝,起到抑制锰溶解的目的。X射线衍射表明,氟化锂与锰酸锂的共烧结过程中未发生氟掺杂,因此未引起锰酸锂的结构变化。通过对不同氟化锂包覆量电化学阻抗谱的研究,能够确定最合适的氟化锂包覆量。相比原始锰酸锂样品,经氟化锂包覆的锰酸锂正极材料与金属锂和石墨组成的软包电池均表现出了更加优异的电化学性能。其中,软包全电池能量密度达到183 Wh/Kg,1C条件下常温与高温循环1 000圈后容量保持率可达90.3%与75.7%。     

固相法制备Mg^2＋掺杂锂离子电池正极材料LiMg0.02 Mn1.98O4

介绍了一种利用固相法制备Mg^2＋掺杂锂离子电池正极材料LiMg0.02Mn1.98O4的方法.该方法简单有效地提高了锰酸锂材料的循环性能与倍率性能,所制备的正极材料性能优异,适用于大规模工业化生产.     

固相法制备Mg~(2+)掺杂锂离子电池正极材料LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_4

介绍了一种利用固相法制备Mg~(2+)掺杂锂离子电池正极材料LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_4的方法。该方法简单有效地提高了锰酸锂材料的循环性能与倍率性能,所制备的正极材料性能优异,适用于大规模工业化生产。     

钛酸锂材料的制备及电极配方研究

采用高温固相法制备了钛酸锂负极材料,通过XRD、SEM测试方法,对制备的钛酸锂材料进行物相分析与形貌表征。运用三种不同电极配方组装成扣式电池,对电极的容量、倍率、循环、交流阻抗进行测试,发现LTO-1电极电化学性能最好,1 C倍率循环100次容量保持率为97.7%,8 C倍率放电容量可达147.7 mAh/g。     

前驱体形貌对三元正极材料电化学循环性能的影响

镍钴锰三元正极材料是作为动力型电池的主要原材料之一,对材料的比容量、倍率性能,循环性能有着逐步提升的要求.目前主流镍钴锰三元正极材料前驱体氢氧化镍钴锰均采用了共沉淀法,其表面形貌直接影响着三元正极材料在电性能中发挥的作用.本文主要从不同反应条件改变三元前驱体氢氧化镍钴锰Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2一次晶粒的...     

硼掺杂镍酸锂的改性研究

采用共沉淀法制备了Ni(OH)₂前驱体材料,通过高温固相法制备了LiNiO₂和B掺杂LiNiO₂（B的摩尔分数为1%）,利用X射线衍射（XRD）、里特维尔德（Rietveld）精修、扫描电子显微镜（SEM）、恒流充放电测试、循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）对材料的晶体结构、表面形貌和电化学性能进行了系统性表征。XRD和Rietveld精修结果表明,LiNiO₂和B掺杂LiNiO₂均具有良好的层状结构,B因为占据在过渡金属层和锂层的四面体间隙位而导致掺杂后略微增大材料的晶格参数和晶胞体积,同时增大了LiO₆八面体的间距,进而促进锂离子运输。由于掺杂的B的摩尔分数仅为1%,LiNiO₂和B掺杂LiNiO₂均表现为直径10 μm左右的多晶二次颗粒,且一次颗粒晶粒尺寸没有明显区别。长循环数据表明B掺杂可以有效提高材料的循环容量保持率,经100次循环后,B掺杂样品在40 mA·g?1 电流下的容量保持率为77.5%,优于未掺杂样品（相同条件下容量保持率为66.6%）。微分容量曲线和EIS分析表明B掺杂可以有效抑制循环过程中的阻抗增长。      

锂离子电池水性锰酸锂倍率性能的影响因素研究

锂离子电池是目前新能源行业研究的热点,正极材料是其重要组分之一。锰酸锂正极材料具有倍率性能优异、安全性能好、价格低廉等优势,具有重大的实际应用价值。正极片制备过程中,水系制浆比油系制浆具有节约能源、成本低、安全无污染等优点。采用水性制浆体系,通过改变试验条件,初步研究发现锰酸锂的一次粒子粒径、二次造粒、黏结剂种类、黏结剂用量、导电剂用量、极片涂布面密度以及混合三元正极材料等因素对于锰酸锂扣式半电池性能具有重大的影响。     

层状锂铝氢氧化物吸附锂的性能试验研究

研究了采用喷雾干燥法和离子液体法制备不同形貌(球状和核壳状)γ-AlOOH前驱体,再采用机械化学法制备Li-Al层状吸附剂(吸附剂A,球状γ-AlOOH;吸附剂B,核壳状γ-AlOOH),借助XRD、SEM、FT-IR和N₂吸附—脱附技术对所制备吸附剂物相、结构、形貌等进行表征,考察了其对锂的吸附性能和机制。结果表明：吸附剂A和B的有效成分均为锂铝层状氢氧化物;不同形貌前驱体形成的吸附剂的层状结构不同;吸附剂A的比表面积大于吸附剂B;二者对锂的吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir模型,最大吸附量分别为12.08 mg/g和9.89 mg/g,且吸附选择性较高。     

原材料预处理对锰酸锂性能的改性研究

以经过某种特殊方式预处理后的电解二氧化锰为原料,采用机械活化—高温固相法得到掺杂尖晶石锰酸锂,经过化学分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、粒度分析、比表面积分析、电化学性能测试对锰酸锂进行表征。结果表明:经过原料预处理后,锰酸锂产品的杂质含量降低,粒度分布更加集中,颗粒大小均匀。电化学性能测定,经过原料预处理后锰酸锂0.5C容量达到113.7 mAh/g,1C循环53次后容量保持96.72%,较未经过原料预处理的锰酸锂性能有明显改善。