尖晶石型锰酸锂性能改善方法

尖晶石型锰酸锂是非常有发展前景的锂电正极材料,叙述了改善尖晶石型锰酸锂电化学性能及加工性能的方法,包括优化其粒度分布、降低杂质含量、控制一次晶粒及整体颗粒形貌、元素掺杂、表面改性以及制备方法优化等。     

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。     

动力型锰酸锂正极材料生产工艺的优化

介绍了影响锂离子动力电池用动力型锰酸锂正极材料产品质量的各种因素,以及消除这些因素所采取的措施。通过各工序工艺条件的优化,不仅提高了产品质量,也使生产过程进一步受控。     

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%。     

充分利用锰资源优势加快动力型锰酸锂产业的发展

中信大锰矿业有限责任公司为了将资源优势转化为经济优势,近年来已逐步涉足新能源产业,通过人才、技术引进与自主创新,已研发、生产出锰系深加工产品动力型锰酸锂,其产品性能已达到国内领先水平。现正在积极配合广西壮族自治区新能源汽车产业的发展,进一步改善锰酸锂性能,争取赶超日本等国的先进水平。     

正极材料锰酸锂中锰的价态分析

探讨了锂离子电池正极材料LiMn_2O_4中Mn价态的分析方法。样品溶解后,在pH 6时,以二甲酚橙为指示剂,EDTA络合滴定法测定溶液中Mn~(2+)含量,与碱性溶液中络合滴定法测定Mn~(2+)含量的方法相比,该方法简单、快速,准确度高,测定结果的RSD为0.08%～0.16%。采用氧化还原滴定法测定锰酸锂样品中锰总量,测定结果的RSD为0.10%～0.33%。将两种滴定试验结果相结合,计算得到锰酸锂材料中Mn(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)的含量,进一步计算求得样品中Mn的平均化合价。     

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％.     

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.     

硫酸亚铁铵滴定法和高锰酸钾电位滴定法测定铝锰合金中锰

铝锰合金是炼钢用的元素添加剂和脱氧剂,对其中锰含量的准确测定能够更好地控制其产品质量。试料用王水溶解,在热的浓磷酸介质中,用高氯酸将锰(Ⅱ)氧化到锰(Ⅲ),以N-苯代氨基苯甲酸为指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定锰(Ⅲ)至锰(Ⅱ),溶液颜色由紫色变为亮黄色,记为终点,建立了硫酸亚铁铵滴定法测定铝锰合金中锰的方法。在pH 6.0~7.0的焦磷酸钠介质中,采用复合式铂电极,用高锰酸钾标准溶液缓慢滴至电位突跃记为终点,建立了高锰酸钾电位滴定法测定铝锰合金中锰的方法。铝锰合金中常见的杂质元素铬、铜、铁、镁、钛、镍、硼、硅对两种方法的测定结果影响较小,可忽略。若存在钒和铈,在硫酸亚铁滴定法中需进行校正扣除。将两种方法用于铝锰合金样品分析,硫酸亚铁铵滴定法的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.36%~0.50%,加标回收率为99.2%~100.8%。高锰酸钾电位滴定法的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.39%~0.68%,加标回收率为99.2%~100.7%。选取AlMn20合金,采用标准方法GB/T 20975.7—2020进行方法验证,用F检验和t检验确定了两种方法都与标准方法有较好的一致性。     

不同形貌锰酸锂材料的合成及性能研究

介绍了3种不同形貌（不规则团聚态、球形和单晶态）的锰酸锂的制备方法,并研究了他们的性能.将3种样品分别制成扣式电池、聚合物电池,研究材料形貌与电化学性能关系,同时采用XRD、DTA等测试方法,研究材料形貌对材料结构和热稳定性的影响.研究发现不规则团聚态锰酸锂各项性能指标最差;球形锰酸锂倍率放电能力最好,其他性能居中;单晶态锰酸锂压实密度最高,循环性能和热稳定性最好.     

锰锌铁氧体中锰平均价态的分析

根据锰锌铁氧体含铁量高的特点,通过绘制按比例添加硫酸铁的高锰酸钾标准溶液的工作曲线,采用分光光度法测定锰锌铁氧体中的总锰含量。然后采用高锰酸钾标准溶液反滴草酸钠的方法测定其中高价锰含量,从而得到还原电子数,结合总锰含量得出其锰的平均价态。对测定总锰含量的条件,如pH值、草酸钠和过硫酸铵的用量等进行了详细的研究。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锂电池富锂锰基正极材料中锰

准确测定锂电池富锂锰基正极材料中锰含量,对锂电池的充、放电性能研究意义重大。采用20mL盐酸与5mL硝酸于100℃加热分解样品,选择Mn 257.61nm作为分析谱线,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定锰,从而建立测定锂电池富锂锰基正极材料中锰含量的方法。实验结果表明,通过选择合适的分析谱线,所有共存元素均不干扰测定。锰在1.00～25.00μg/mL范围内与其发射强度呈线性关系,校准曲线的线性相关系数为0.999 2,检出限为0.16%,定量限为0.53%。实验方法用于锂电池富锂锰基正极材料中锰含量的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.9%～3.4%;加标回收率在97%～104%;且与电位滴定法的测定结果无显著性差异。     

磷酸——三价锰滴定法测定铝锰钛合金中锰量

在分析铝锰钛合金中锰时,锰的滴定法是基于锰是一种变价元素,利用一定量的氧化剂、还原剂来促使锰发生价态变化,根据络合物灵敏紫红色的光强度求得锰量。     

锂离子电池正极材料LiCoO_2中Li,Co的定量分析

探讨了锂离子电池的正极材料LiCoO2中Li,Co及Co2+的定量分析方法。用原子吸收分光光度法测定Li,Co比;Li,Co工作曲线回归方程分别为A=0.10845C-0.00057,A=0.02179C-0.00070,相关系数分别为0.99994和0.99993;Li,Co回收率为97%~104%。用络合滴定法测定了样品中Co总量;用氧化还原滴定法测定了Co3+含量。用络合滴定法测定高纯Co2O3中Co含量,得到相对误差为-0.37%,RSD=0.25%。样品中Co2+的含量用样品中Co的总量减去Co     

重铬酸钾氧化-硫酸亚铁铵返滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中砷

准确测定铜闪速冶炼烟尘中的砷对于炉前配料的计算和生产控制具有重要的作用。采用硝酸-氯酸钾饱和溶液、氟化铵溶液、高氯酸溶解样品,再用硫酸(1+1)驱除硝酸后,在盐酸介质中以硫酸铜为催化剂,用次亚磷酸钠把溶液中的砷离子还原为单质砷,过滤分离其他杂质。以过量的重铬酸钾标准滴定溶液溶解单质砷,以N-苯代邻氨基苯甲酸溶液为指示剂,用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定过量的重铬酸钾标准滴定溶液,建立了硫酸亚铁铵返滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中砷的方法。采用次亚磷酸钠将溶液中的砷还原为单质砷沉淀时,可能会有部分砷因未被还原而被过滤到溶液中,试验考察了滤液中残存的砷量对砷测定结果的影响。研究表明,滤液中砷的质量分数小于0.01%,相对于样品中的砷可以忽略不计。共存元素的干扰试验表明,样品中共存的铜、铅、铁、锌等元素对砷测定的影响可忽略不计。将实验方法应用于测定3个铜闪速冶炼烟尘样品中的砷,并进行加标回收试验,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.35%～2.6%之间,加标回收率在99%～101%之间。采用实验方法测定2个铜闪速冶炼烟尘样品中的砷,测定结果与微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相符。     

重铬酸钾氧化-硫酸亚铁铵返滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中砷

准确测定铜闪速冶炼烟尘中的砷对于炉前配料的计算和生产控制具有重要的作用。采用硝酸-氯酸钾饱和溶液、氟化铵溶液、高氯酸溶解样品,再用硫酸(1+1)驱除硝酸后,在盐酸介质中以硫酸铜为催化剂,用次亚磷酸钠把溶液中的砷离子还原为单质砷,过滤分离其他杂质。以过量的重铬酸钾标准滴定溶液溶解单质砷,以N-苯代邻氨基苯甲酸溶液为指示剂,用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定过量的重铬酸钾标准滴定溶液,建立了硫酸亚铁铵返滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中砷的方法。采用次亚磷酸钠将溶液中的砷还原为单质砷沉淀时,可能会有部分砷因未被还原而被过滤到溶液中,试验考察了滤液中残存的砷量对砷测定结果的影响。研究表明,滤液中砷的质量分数小于0.01%,相对于样品中的砷可以忽略不计。共存元素的干扰试验表明,样品中共存的铜、铅、铁、锌等元素对砷测定的影响可忽略不计。将实验方法应用于测定3个铜闪速冶炼烟尘样品中的砷,并进行加标回收试验,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.35%～2.6%之间,加标回收率在99%～101%之间。采用实验方法测定2个铜闪速冶炼烟尘样品中的砷,测定结果与微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相符。     

碘量电位滴定法测定锌锰废旧电池中二氧化锰

在测定锌锰干电池锰粉中活性二氧化锰含量时,由于制备电池时正极锰粉中添加了乙炔黑、石墨等导电材料,使制得的样品溶液显色且混浊,影响用淀粉作为指示剂进行碘量法滴定终点的判断。本文提出结合电位滴定技术用碘量法测定废旧锌锰干电池锰粉中剩余活性二氧化锰含量的新方法,对方法中反应时间、温度、碘化钾用量等影响因素进行试验,确定了最优实验条件。结果表明:选择在室温下加入1～1.5g碘化钾、5mL1mol/L硫酸,静置30min,结果准确,精密度高。样品加标回收率为96.9%～99.2%,RSD为0.2%,0.8%。     

稀土掺杂合成离子电池正极材料LiMn2O4技术

锂离子电池由于工作电压高、自放电率低、能量密度大、循环寿命长而广泛应用于便携式设备.与锂钴氧相比,锂锰氧以其价格低廉、对环境无污染是一种更有吸引力的锂离子动力电池正极材料,但比容量低和高温循环性能差是长期以来困扰锂锰氧实现工业化的关键技术难题.我们采用机械化学活化法制备前驱体合成了多元稀土掺杂锂锰氧材料,研究表明,用稀土修饰的锂离子电池正极材料掺杂锂锰氧(LixMn2yREzO4,0.95≤x≤1.1,0≤y≤0.3,0≤z≤0.3),具有较标准的尖晶石结构;掺入合适的稀土元素后所合成的正极材料的比容量和循环性能都具有较大的改善,同时也具有比较优良的高温性能.