合成温度对LiMn1.95Mg0.05O4结构与性能的影响

用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法在不同温度下合成了LiMn1.95Mg0.05O4正极材料.用X射线衍射、充放电测试以及电化学阻抗谱分析技术研究了不同合成温度对LiMn1.95Mg0.05O4结构和电化学性能的影响.结果表明:合成温度对LiMn1.95Mg0.05O4正极材料的晶相结构、电化学性能有显著影响,LiMn1.95Mg0.05O4尖晶石相的生成和长大与其合成的温度有密切的关系,合成的最佳温度为750℃;在750℃条件下合成的LiMn1.95Mg0.05O4具有较高的电化学活性和较好的晶相结构;高温合成有利于提高LiMn1.95Mg0.05O4正极材料的放电容量,低温合成有利于提高其循环性能.     

不同原料对锂离子电池正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的晶体结构及电化学性能的影响

采用高温固相法,用不同的Li(LiNO3、LiCO3、LiOH·H2O)和Mn源(CMD、MnCO3、Mn(Ac)2·4H2O、EMD)分别合成了LiCo0.05Mn1.95O4样品,并结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段,研究了不同原料对锂离子电池正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的晶体结构、外观形貌和电化学性能的影响.     

锂离子电池正极材料LiMn1.95Cr0.05O4的电化学性能

采用分段固相法合成了LiMn2O4和掺Cr的LiMn1.95Cr0.05O4电池正极材料.XRD分析证实2种材料都为尖晶石结构,但LiMn1.95Cr0.05O4有较小的晶格常数.循环伏安测试显示掺Cr增强了反应可逆性.交流阻抗测试表明,50次循环后,LiMn2O4电池的反应电阻增加了32.1%,LiMn1.95Cr0.05O4电池的反应电阻只增加21.7%,说明掺Cr可减小反应电阻的增加.     

LiCoxNixMn2-2xO4-xFx(x=0.05、0.10)的合成与性能研究

采用混合溶剂共沉淀法,通过掺杂Co和Ni双阳离子,同时引入F^-阴离子对LiMn2O4尖晶石进行多元掺杂,合成了LiCoχNiχMn2-2χO4-xFχ（χ=0.05、0.10）。XRD分析表明掺杂后LiMn2O4尖晶石正极材料仍保持尖晶石结构。电化学性能测试表明多掺杂尖晶石具有很好的循环性。其中,在3.2～4.4V电压范围内,以电流密度100mA/g的条件下正极材料LiCo0.05Ni0.05Mn1.9O3.95F0.05的初始容量为83.04mAh/g,30次循环中平均每次循环比容量损失约0.18％。电化学测试表明,多元掺杂可以有效改善充放电平台。     

锂离子电池不同络合体系合成LiMn_2O_4的制备及电化学性能

为改善LiMn2O4电化学性能,本研究采用不同络合体系,运用溶胶凝胶方法合成LiMn2O4正极材料,利用XRD和SEM表征材料的晶体结构和微观形貌,并测试材料的电化学性能。结果表明:2种络合体系合成的LiMn2O4材料为单相尖晶石结构,颗粒分布均匀。溶胶凝胶法醋酸-柠檬酸盐体系材料制备的LiMn2O4材料具有优良的电化学性能。     

纳米氧化锰的制备及其电化学性能研究

用流变相-前驱物热分解法制备了纳米氧化锰粉末.用XRD、TEM和LPSA对粉末样品的组成、结构、粒度和形貌进行了表征.对MnO和LiMn2O4(由Mn3O4制备)的电化学性能研究表明,LiMn2O4具有较高的充放电容量和较好的循环性能,其首次放电容量为128mAh/g,经过20次充放电循环之后电容量仍有117.5～128mAh/g.而MnO的电化学性能欠佳.     

LiMn2O4纳米晶的低温水热法合成及表征

以KMnO4、LiOH、环己酮为原料在120℃,10h用水热法直接合成了LiMn2O4纳米晶.通过XRD,FTIR,TEM测试表明产物为纯相尖晶石LiMn2O4纳米颗粒.电化学性能初步测试表明所得LiMn2O4纳米颗粒具有良好的电化学性能.     

LiMn2O4纳米晶的低温水热法合成及表征

以KMnO4、LiOH、环己酮为原料在120℃,10h用水热法直接合成了LiMn2O4纳米晶.通过XRD,FTIR,TEM测试表明产物为纯相尖晶石LiMn2O4纳米颗粒.电化学性能初步测试表明所得LiMn2O4纳米颗粒具有良好的电化学性能.     

S掺杂LiMn2O4尖晶石的合成与性能

分别用溶胶-凝胶法和固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4-xSx,在掺S量x＞0.04时,两种方法都不能获得纯的立方尖晶石相.LiMn2O4-xSx电化学性能测试结果表明,S掺杂对LiMn2O4的4V区性能没有明显的改善,但是在3V区具有良好的循环性能,30次循环后容量不但没有衰减而且有一定的增加.S掺杂对LiMn2O4在3V区的改善作用为扩大材料的工作电压范围、提高材料的初始容量提供了一条可能的途径.     

纳米氧化锰的制备及其电化学性能研究

用流变相-前驱物热分解法制备了纳米氧化锰粉末,用XRD、TEM和LPSA对粉末样品的组成、结构、粒度和形貌进行了表征.结果表明MnO和Mn3O4都属于立方晶系的球形粒子,平均粒径(d50)分别约为45.6nm和69.1nm.对MnO和Li2Mn2O4(由Mn3O4制备)的电化学性能研究表明,LiMn2O4具有较高的充放电容量和较好的循环性能,其首次放电容量为128mAh/g,经过十次充放电循环之后电容量仍有117.5mAh/g.而MnO的电化学性能欠佳.     

不同锰源对尖晶石型锰酸锂性能影响的研究

分别以自制锰源和工业用电解二氧化锰为原料,采用固相合成法,将锰源和碳酸锂的混合物合成尖晶石型锰酸锂.通过扫描电子显微镜、X射线衍射的方法研究了不同锰源合成的尖晶石型锰酸锂之间形貌和结构的区别,通过电性能测试研究了不同锰酸锂对锂离子电池电性能的影响.结果表明：合成的锰酸锂都有良好的尖晶石型立方结构,以碳酸锰为原料的自制三...     

锌掺杂正极材料尖晶石LiMn_2O_4的制备及电化学性能

为改善锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学循环性能,以乙酸锂、乙酸锰和乙酸锌为原料,采用固相法制备了LiMn2-xZnxO4(x=0.02、0.04、0.06),并与未掺杂的LiMn2O4进行性能比较。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明所制备的LiMn2-xZnxO4具有与LiMn2O4同样的尖晶石结构,锌的掺入细化了尖晶石颗粒,增强了Li+在固相中的扩散能力。电化学测试结果显示锌掺杂能抑制LiMn2O4的电化学容量衰减现象,使其循环性能得到显著提高。其中LiMn1.96Zn0.04O4表现出最佳的循环性能,循环20次后放电容量可保持在106.6mAh/g。     

以Mn_3O_4为前驱体的LiMn_2O_4及其电化学性能

对传统的固相反应进行了改进,以控制结晶法合成出来的Ｍｎ３Ｏ４为前驱体,和ＬｉＯＨ混合煅烧,制备出锂离子电池正极活性材料尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４。对由此方法得到的尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４的结构和电化学性能进行了研究．通过Ｘ光衍射和扫描电镜分析表明,该材料为纯相尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４,不含其它杂质相,而且晶粒大小比较均匀;通过电化学性能测试表明,该尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４具有良好的电化学性能：其首次放电比容量为１２８ｍＡｈ／ｇ,经过１０次充放电循环后,其放电比容量仍有 １２４ｍＡｈ／ｇ．     

Li1.02CoxCryMn2-x-yO4的固相合成及性能表征

采用固相法合成锂离子正极材料尖晶石相Li1.02CoxCryMn2-x-yO4，研究元素Co、Cr不同掺杂量对产物的结构、晶胞常数、电化学性能和电池内阻的影响．分析表明，掺杂少量的Co、Cr的LiMn2O4依然保持着尖晶石结构；晶胞常数随掺杂量的增加而减小，从而使尖晶石的比表面积增大，有利于提高电池的初始容量；并有效地抑制了充放电过程中的Jahn-Teller效应和Mn^3＋的歧化反应．掺杂Co、Cr后Li1.02MnO4初始容量有所下降，且随掺杂量增加而减小，但能明显改善材料的循环性能．     

锂离子二次电池正极材料氧化锰锂的研究进展

综述了最近几年对于锂离子二次电池正极材料氧化锰锂的研究。研究的氧化锰锂材料主要有尖晶石结构的ＬｉＭＮ２Ｏ４、Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ９和Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ１２以及层状结构的ＬｉＭｎＯ２。对于ＬｉＭＮ２Ｏ４,通过引入适当的杂原子和采用新的溶胶－凝胶法制备复相 可以有效地克服Ｊａｈｎ－Ｔｅｌｌｅｒ效应所造成的容量衰减现象。Ｌｉ４Ｍｎ５Ｏ９display structure     

溶胶-凝胶法制备尖晶石型LiMn_2O_4正极材料

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料锂锰氧化物。以Mn(NO3)2(50%)、LiOH·2H2O为原料,以柠檬酸为螯合剂制得前驱体,400℃预烧6h,再经750、850℃分别焙烧并保温6h得到粉体产物。XRD分析表明,所合成的产物为尖晶石型LiMn2O4;SEM观察结果表明,合成产物颗粒均匀,形貌规则。用其组装的电池经恒电流充放电测试,表明其初始比容量可达118.76mAh/g,具有良好的循环性能。     

尖晶石相型LiM_(0.2)Mn_(1.8)O_4(M=Mg、Cd)相的晶格畸变与红外吸收峰频移

通过室温固相法制备了不同元素掺杂的前驱体,并采用分步煅烧法获得了尖晶石型LiMn2O4和LiM0.2Mn1.8O4(M=Mg、Cd)相。采用XRD和FTIR技术就元素掺杂对产物晶格畸变、Mn—O键长和键能强度等微观结构参数和光谱频移现象进行分析。结果表明,不同元素掺杂导致产物产生不同程度的晶格畸变。Mg元素掺杂使晶格收缩,Mn(Ⅳ)—O和Mn(Ⅲ)—O键收缩和键能强度增加,对应吸收峰发生蓝移;Cd元素掺杂使晶格膨胀,Mn(Ⅳ)—O和Mn(Ⅲ)—O键增长和键能强度降低,对应吸收峰发生红移。     

尖晶石LiMn2O4的容量衰减及掺杂改性研究

分析了锂离子电池正极材料尖晶石LiMnO4在应用中容量衰减的难点,并对主要的影响因素如Mn溶解,Jahn-Teller效应,电解液的分解等,从机理上作出探讨,对尖晶石LiMn2O4的掺杂能够从改变d电子结构,缩小晶胞参数,减小从表面,改变Mn的平均氧化态等方面改变其结构,从而抑制其容量衰减,改善循环性能。     

Influences of Sintering Process of Sprayed Precursors on the Structure and Electrochemical Properties of LiMn2O4 Cathode Material

Well-defined spinel LiMn2O4 powders were synthesized via sintering a precursor, which was prepared by spraydrying method. The effects of sintering process on the structure and electrochemical properties of LiMn2O4 were discussed. It was found that a single sintering could not synthesize a pure LiMn2O4 compound, while two-step sintering procedure consisting of decomposing sprayed precursors at 350℃ and further sintering at an elevated temperature leads to the formation of a single-phased LiMn2O4 with homogeneous particle size distribution. As compared to that sintered in air, the two-step sintered LiMn2O4 in oxygen shows tighter structure and more uniform particle size, as well as better electrochemical properties. It delivers an initial discharge capacity of 131 mAh·g^-1 （1/10C）, and still has excellent cycling stability at higher rate （1/5C）.     

Electrochemical Performance of Surface-Modified LiMn2O4 Prepared by a Melting Impregnation Method

The surface of as-prepared LiMn2O4 was modified with ZnO, Al2O3, CoO and LiCoO2 using a simple nitrate melting impregnation method. Transmission electron microscopy （TEM） studies indicated that oxide nano- particles in the range of 10～50 nm are coated on the surface of the spinel. The surface modified samples show better capacity retention than the unmodified LiMn2O4 spinel at both room temperature and 55℃. Among these samples, the ZnO-modified LiMn2O4 shows the best combination of a high capacity and a low capacity fading rate of 0.036% per cycle at room temperature and 0.064% per cycle at 55℃. The improvement for surface modified LiMn2O4 can be attributed to the inhibition of Mn dissolution and O losses on the surface.