层状锰酸锂的制备及改性

采用离子交换法制备了锂离子蓄电池正极材料层状锰酸锂(m LiMnO2),并对其进行了掺杂改性研究,优化了层状锰酸锂及其前驱体(Mn2O3)的制备条件。采用X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)分析及电化学方法对所得试样进行了表征和测试。结果表明未掺杂的m LiMnO2具有很高的首次不可逆容量(130mAh·g-1),并且循环中容量衰减很快。对m LiMnO2进行掺杂Cr3 、Al3 和Co3 等的改性研究,结果表明掺杂能显著改善m LiMnO2的循环性能,降低首次充放电过程中的不可逆容量;其中Co和Al是掺杂效果较好的元素。     

磷酸铁锂与镍钴锰酸锂复合材料的电化学性能

对磷酸铁锂与镍钴锰酸锂复合正极材料的合成和电化学性能进行了研究。将磷酸铁锂与镍钴锰酸锂按照一定的质量比混合后得到复合正极材料。该复合材料结合了磷酸铁锂和镍钴锰酸锂的优点,表现出了优异的电化学性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和交流阻抗等表征方法对复合正极材料进行了表征和分析。结果表明,磷酸铁锂与镍钴锰酸锂的质量百分比为30∶70时,该复合正极材料具有更优异的电化学性能。     

层状镍钴锰酸锂三元正极材料的研究进展

层状镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,NCM)三元正极材料因高比容量、低成本以及对环境友好的特点受到广泛关注,但也存在阳离子混排、岩盐相生成与氧损失、表面残余锂、电极/电解液界面副反应和颗粒裂纹等问题,导致循环稳定性与倍率性能较差.对以上问题的形成原因以及解决手段进行综述.众多研究结果表明:元素掺杂、表面...     

镍锰酸锂高电压电解液及界面电化学研究进展

尖晶石型镍锰酸锂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(LNMO)因其高比能量密度、高电压的优势而成为动力系统动力源的研发热点。通过对比不同高压电解液添加剂,介绍了LNMO电极表面电化学反应机理以及对其界面反应的影响,利用不同分析仪器对LNMO表面电化学行为进行分析。分析了LNMO目前在研究中面临的问题,展望了LNMO正极材料电化学研究未来的发展方向。     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

锰酸锂动力电池失效分析

针对商业化的锰酸锂(LiMn2O4)动力电池,研究其各种常见的失效模式(容量衰减、泄气或漏液、热失控和集流体腐蚀等)及失效原因。结果表明:温度是造成锰酸锂动力电池容量衰减、热失控、泄气或漏液的重要应力;集流体腐蚀行为主要受电解质盐的影响,其次受表面状况、溶剂、电解液中的杂质、温度等方面的影响。     

二氧化锰掺铌制备锰酸锂

采用固相法,将不同配比的Nb2O5、二氧化锰及碳酸锂混合后,经高温烧结制备锰酸锂正极材料.Nb2O5分别以0‰、2‰、5‰、7‰、9‰的量(Nb2O5与二氧化锰的质量比)进行掺杂.结果表明:Nb2O5掺杂后,提高了锰酸锂的容量、压实密度和锰酸锂电池的电化学性能;当烧结温度为780℃、烧结时间为20 h、Nb2O5掺入的...     

汇龙锰酸锂材料获得好评

2005年9月9日至14日中国化学与物理电源行业协会锂电池会在昆明召开第二届二次理事会暨第四届中国电池交流会。中国知名锂电池厂商、原材料厂商、电池检测与设备制造厂商的领导及代表共70多人参加了此次大会。会议报告了国内外锂电池行业情况、今后的发展方向和应对措施、锂离子蓄电池的研究状况、锂电池、材料、设备及相关产品厂家的产品介绍等内容。云南汇龙科技有限公司的代表在会上介绍了该公司的第二代锰酸锂材料,受到了广泛的关注和好评。第二代锰酸锂材料规格有120mAh/g和110mAh/g两种,公司采用多元掺杂,原料预处理,烧结进程优化等…     

锰酸锂充放电过程中的化学变化

为了考察LiMn2O4锂离子蓄电池正极材料在充放电过程中的化学变化,采用高温固相法制备了尖晶石型LiMn2O4,并对其电化学性能进行了表征,利用X射线衍射分析的结果,结合Li-Mn-O相图,对LiMn2O4在多次循环充放电所发生的相变进行了研究。实验结果表明,其首次放电比容量为123 mAh/g,循环200次后的放电比容量为107 mAh/g;LiMn2O4发生歧化反应,以及在LiMn2O4微粒表面形成的Li2Mn2O4进一步转化成无电化学活性的Li2MnO3,这两种相变都会导致电池的不可逆容量损失。     

锰酸锂动力电池高低温性能研究

研究了锰酸锂动力锂离子电池在不同温度下(-20℃和65℃)的充放电性能。结果表明:当温度降到-20℃时,锂离子电池的恒流充电容量仅为充电总容量的6.2%,恒压充电时间延长;相应的放电电压平台也降低。当温度高于65℃时,电池的充电容量仅为常温充电容量的20.8%,充电过程迅速结束,放电性能显著降低。     

锰酸锂高温失效机理研究

从锰酸锂结构层面入手,对尖晶石型锰酸锂Li Mn2O4的高温失效机理进行了深入分析,探索了高温失效的原因,主要为HF和H2O的影响。针对其原因,总结了相应的改善方法,主要是针对电池中HF和H2O的改善,但要真正避免锰酸锂的高温失效,还有更多的工作要做。     

基于尖晶石锰酸锂混合材料的应用

研究了尖晶石锰酸锂和钴酸锂混合正极材料在锂离子电池中的应用.在保持锰酸锂与钴酸锂质量比1:1不变的情况下,对使用该体系的锂离子电池的初始性能、循环性能、过充电性能、60℃荷电保持7 d及不同温度放电性能等进行了测试,并与使用纯钴酸锂体系的电池做了比较.结果表明:混合材料满足锂离子电池的要求.     

锰酸锂动力电池高低温性能的研究

研究锰酸锂(LiMn2O4)动力电池在高低温(-20、40、65℃)条件下的充放电性能.结果表明:(1)在-20℃时,锰酸锂动力电池的极化严重,相应的电压变化也比较大,充放电效率降低,使得电池在低温环境下充放电容量均有大幅降低;(2)在40℃和65℃时,由于电解质的阻值和极化的增加,同时大量气体的产生使电极发生变化,导致了电池容量下降,性能降低;(3)低温和高温情况均加速了锰酸锂动力电池电极的极化,造成随着充放电循环次数的增加,充放电容量持续衰减;(4)在-20℃锰酸锂动力电池的恒流充电时间相对变短而恒压充电时间相对变长,与40℃和65℃时电池恒流充电的温升速率相比,锰酸锂动力电池在-20℃时恒流充电的温升速率最大.     

球形四氧化三锰合成锰酸锂的性能

分别以湿法沉淀的球形四氧化三锰(Mn3O4)和商业电解二氧化锰(EMD)为锰源合成锰酸锂(Li Mn2O4)。通过杂质含量分析、XRD、SEM和充放电测试等,研究锰源对产物性能的影响。以粒度为10μm的球形Mn3O4为原料合成的Li Mn2O4保留了锰源的物化特征,以1.0 C在3.00~4.35 V充放电,首次放电比容量为117.2 m Ah/g,常温、55℃高温循环100次的容量保持率分别为94.6%和91.0%,高于以EMD为原料合成的Li Mn2O4(分别为87.9%和72.9%)。循环性能的提高,与球形Li Mn2O4的粒度分布集中、比表面积小及杂质含量低有关。     

18650型钛酸锂/锰酸锂电池负极配方的优化

对18650型钛酸锂/锰酸锂电池的负极配方进行优化。导电剂Super P含量为5%(相对钛酸锂)为最优配方。以该配方制备的电池在2.8~1.5 V充放电,30 C放电可放出1 C容量的95%以上;以10 C充电可在5 min内充入80%的容量,且表面温度最高不超过46℃;以1 C在-30℃下可放出室温容量的86.2%,可充入室温容量的65.8%;以10 C 100%DOD循环1 000次,容量仍保持在93%以上;并可通过过充、短路和针刺等安全测试。     

高能量密度镍钴铝酸锂/钛酸锂电池体系的热稳定性研究

目前,锂离子电池的安全问题越来越受到各界关注。为此,采用C80微量量热仪对镍钴铝酸锂/钛酸锂电池的主要电池材料体系进行热稳定性测试,采用ARC进行镍钴铝酸锂/钛酸锂电池的热失控试验,两相结合分析镍钴铝酸锂/钛酸锂电池体系的热稳定性。研究发现,电池热失控的温度(171℃)与隔膜的熔断温度(168.62℃)相近,LTO/电解液体系的活化能(75.43 k J/mol)远低于NCA/电解液体系(246.97 k J/mol),但NCA/电解液体系的发热量(908.42 J/g)却远高于LTO/电解液体系(284.63 J/g)。由此表明,镍钴铝酸锂/钛酸锂电池的热失控过程为:隔膜熔断导致正负极短路,然后负极材料与电解液反应积累热量,进而导致正极材料与电解液反应大量放热。整个过程从引发至热失控达到最高温度用时仅45 s。     

正极材料锰酸锂表面改性的进展

综述了近年来锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn_2O_4)表面改性方面的研究进展,概括了不同包覆材料(如金属氧化物、氟化物、磷酸盐、含锂化合物及其他化合物)的优劣及表面改性提高LiMn_2O_4性能的机理,并展望表面改性的发展方向。     

锰酸锂材料电池表观活化能的数学分析

采用差热分析法研究了不同升温速率下锰酸锂前驱体所发生的分解反应,通过Kissinger法和Doyle Ozawa法对不同反应阶段的活化能进行计算,同时通过扫描电镜、粒度分析仪、X射线衍射仪对所得样品的微观形貌进行观察分析,结果表明,通过共沉淀法与煅烧法相结合制备所得LiMn_2O_4的物相纯净,粒度分布均匀,形貌规整。     

包埋镍酸锂的热稳定性和耐过充性

锂离子电池在受热、过充条件下容易引起安全性问题,使其应用于电动汽车、混合动力汽车的动力电源受到限制.用锂钴氧包埋镍酸锂作为正极材料,组装AA型锂离子电池,对其热稳定性、过充性和钴酸锂AA电池进行了对比研究.实验结果表明:包埋镍酸锂作为锂离子电池正极材料,其热稳定性能和钴酸锂基本相当,过充性能远远优于钴酸锂.包埋镍酸锂正极材料提高了锂离子电池的安全性.