Bi和F复合掺杂对LiMn2O4结构及电化学性能的影响

采用固相法合成LiMn2-xBixO4-yFy(x=0,0.03;y=0,0.05,0.1),通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电及循环伏安等技术分析检测合成材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明:合成的LiMn2-xBixO4-yFy均为尖晶石结构,无杂相,颗粒表面光滑,大小均匀。常温下以0.2C倍率循环30次,LiMn1.97Bi0.03O3.95F0.05容量保持率为90.88%,远高于未改性LiMn2O4的86.51%,常温及55℃下以1 C倍率循环100次,LiMn1.97Bi0.03O3.95F0.05容量保持率分别为91.81%和83.69%,高于未改性的78.65%和71.82%。Bi和F复合掺杂提高了材料的稳定性和循环性能,尤其是高温循环性能。     

LiMn2-2xLixNixO4(0≤X≤0.1)阴极材料的结构和电化学性能

采用高温固相法，合成了LiMn2-2xLixNixO4（x=0．03、0．05、0．075、0．100）试样，用X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM）对试样的晶体结构和形貌进行了表征，从试样的充放电性能，室温和高温下（55℃）循环性能等方面，并结合X射线吸收精细结构（X-ray absorption fine structure，XAFS）所得到的试样中MnO6八面体中键长的变化分析了锂镍协同掺杂对尖晶石结构的稳定作用。实验表明：与尖晶石LiMn2O4相比，LiMn2-2xLixNixO4试样在室温和55℃时具有良好的容量保持能力，是由于Li，Ni协同掺杂对试样的结构起了稳定作用。     

表相掺杂Co的球形LiMn2O4制备及其电化学性能

通过CoSO4与LiOH溶液的沉淀反应,在球形Mn2O3前驱体表面包覆Co(OH)2,再与Li2CO3混合后于750℃下高温烧结20h,得到表相掺杂Co的尖晶石锰酸锂正极材料.SEM和XRD结果表明,合成样品为球形,表面粗糙,属于单一的立方晶系尖晶石结构,无其它杂相产生.与纯相LiMn2O4相比,表相掺杂Co的正极材料在室温和55℃时的循环比容量和电化学性能均得到一定提高.     

Co掺杂改性尖晶石型Li_(1.035)Mn_(1.965)O_4的合成及其电化学性能（英文）

采用湿化学–后续热处理技术,合成了掺钴尖晶石锰酸锂材料。X射线衍射(XRD)分析结果表明,钴的掺入没有改变材料的Fd3m结构。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,所合成的材料颗粒均匀,形貌规整,粒径分布较窄。透射电子显微镜(TEM)结果表明,Li1.035Co0.035Mn1.930O4具有完好的结晶态。充放电测试结果表明,在室温下钴掺杂能够提高材料的电性能。当产物为Li1.035Co0.035Mn1.930O4时,其电性能达到最优:以0.5C充放电,首次放电容量为113 mAh/g,经过100次循环后容量保持率为93.8%,经过4C放电后仍然能够保持0.5C放电容量的76.1%;而未掺钴的Li1.035Mn1.965O4经过4C放电容量仅保持0.5C放电容量的64.8%。电化学阻抗测试结果表明,钴离子的掺杂能够提高锰酸锂材料的锂离子扩散速率。     

Cr3+对LiFePO4/C材料结构和电化学性能的影响

采用二步固相反应法合成了具有橄榄石结构的LiFe0.98Cr0.02PO4/C复合正极材料,并通过XRD、SEM、恒流充放电、循环伏安等分析测试手段对材料的物相结构及电化学性能进行表征。结果表明:LiFePO4材料引入Cr3+未改变其原有的晶体结构,但合成材料的颗粒尺寸明显减小,颗粒粒径约为200nm;获得的LiFe0.98Cr0.02-PO4/C复合材料具有良好的电化学性能,0.2C倍率下首次放电比容量为144.9mAh·g-1,50次循环后,容量保持率为99.6%,10C倍率放电比容量可达到116.3mAh·g-1。循环伏安性能测试表明Cr3+的掺杂提高了Li+在材料中脱嵌过程的可逆性。     

锂离子电池正极材料LiMnO2的结构稳定性及电化学过程中的相变

LiMnO是同质多相化合物，不同相的结构稳定性差异很大，层状结构的LiMnO2是热力学不稳定的结构，制备相当困难，层状结构的LiMnO2是一类新的锂离子电池正极材料，它的理论比容量为270mAh/g，实际比容量也超过170mAh/g，从该体系材料的合成、结构特点，稳定性以及电化学性能等方面对近几年的研究成果进行综述，分析了该化合物的斜方相比单斜层状结构稳定的内在机制以及稳定单斜层状结构LiMnO2的理论依据，讨论LiMnO2在电池充放电循环过程中的相转变以及今后的发展方向。     

锂离子电池正极材料LiFe_(1-2x)Mn_xMg_xPO_4/C的电化学性能研究

通过高温固相合成法以MnCO3为锰源、(MgCO3)4·Mg(OH)·5H2O为镁源,葡萄糖为碳源,在氩气气氛下合成二元掺杂Mn、Mg的LiFe0.8Mn0.1Mg0.1PO4/C和LiFePO4/C正极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)进行结构表征,通过恒电流充放电实验研究了LiFe0.8Mn0.1Mg0.1PO4/C和LiFePO4/C电化学性能。结果表明,二元掺杂Mn、Mg的LiFe0.8Mn0.1Mg0.1PO4/C呈现橄榄石结构,无杂质产生。与未掺杂的LiFePO4/C相比,掺杂后LiFe0.8Mn0.1Mg0.1PO4/C提高了电导率,0.1C倍率下放电可逆容量为131mAh/g,表现出良好的电化学性能。     

La和F复合掺杂对LiMn2O4高倍率性能的影响

采用分段高温氧化固相法合成了掺杂La3+、F-的锂离子电池正极材料LiLa x Mn2-x F x O4-x(x=0、0.01、0.02和0.05)。结果发现,在小于等于1C时,掺杂与否对其放电容量影响不大;在2~10C时,掺杂可明显改善倍率性能;在15C时,掺杂量也显示出重要影响,未掺杂的LiMn2O4的高倍率放电能力仅为4%,而掺杂x=0.02的达到56%。XRD物相、CV循环伏安和EIS电化学阻抗分析支撑了倍率性能的实验结果,当不出现第二相时,随掺杂量增加,电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化逐渐减小,反应可逆性逐渐增大,但当x=0.05出现第二相时,电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化又开始增大。     

La和F复合掺杂对LiMn2O4高倍率性能的影响

采 用 分 段 高 温 氧 化 固 相 法 合 成 了 掺 杂La3+ 、F-的锂离子电池正极材料LiLaxMn2-xFxO4-x(x=0、0.01、0.02、0.05)。结果发现:在8 3 3 8 A 7 3 01C时,掺杂与否对其放电容量影响不大;在28 3 3 8 A 3 3 310C时,掺杂可明显改善倍率性能;在15C时,掺杂量也显示出重要影响,未 掺 杂 的LiMn2O4的 高 倍 率 放 电 能 力 仅 为4%,而掺杂x=0.02的达到56%。XRD物相、CV循环伏安和EIS电化学阻抗分析支撑了倍率性能的实验结果,当不出现第二相时,随掺杂量增加,电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化逐渐减小,反应可逆性逐渐增大,但当x=0.05出现第二相时,电荷转移电阻、阳极和阴极反应极化又开始增大。     

高嵌锂电位正极材料LiMn_(1-x)Mg_xPO_4/C结构与电化学性能研究

采用高温固相法制备了LiMn1-xMgxPO4/C(x=0.01、,0.02、,0.03、,0.04、,0.05)系列材料,通过XRD,SEM,恒流充放电和交流阻抗等测试方法,研究了镁掺杂量对材料的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:不同镁掺杂量的LiMn1-xMgxPO4/C材料的结构和形貌未发生明显的变化,Mg2+完全进入材料的晶格,占据Mn位。随着镁掺杂量的增加,材料的放电比容量呈先增加后下降的趋势,则循环稳定性的变化没有明显的规律性。LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料0.05C放电比容量为100mAh/g,30次循环后,容量保持率为73%,而0.2C的容量保持率仅为52.43%。     

层状Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2材料的合成及性能研究

以Li2CO3,Ni(OH)2,MnCO3,TiO2为原料,采用高温固相合成法制备了层状Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2.通过X射线衍射确定了不同钛掺杂量样品的相组成.用扫描电镜对组织形貌进行了观测.对用所制样品组装的电池的充放电和循环性能进行了测试.实验结果得出:所制备的Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2的结构为α-NaFeO2型层状结构,当x=0.02时,Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2的首次放电容量为161 mA·h/g,25次循环后容量仍保持在144 mA·h/g,具有较高的比容量和良好的循环性.     

锂离子电池正极材料LiFePO_4在LiBC_2O_4F_2基电解液中的电化学性能

采用循环伏安、交流阻抗和充放电测试等研究了使用LiBC_2O_4F_2基电解液的LiFePO_4/Li电池(LiBC_2O_4 F_2电池)和使用LiPF_6基电解液的LiFePO_4/Li电池(LiPF_6电池)的电化学性能.结果表明,常温下LiBC_2O_4 F_2电池和LiPF_6电池的循环伏安曲线都只有1对对应于Fe~(2+)/Fe~(3+)的氧化还原峰,但是高温下LiPF_6电池的氧化还原峰分裂为多个氧化还原峰,而LiBC_2O_4F_2电池的氧化还原峰却与常温下类似,说明LiBC_2O_4F_2电池在高温下工作能保持较好的稳定性.常温下LiBC_2O_4F_2电池的初始放电容量比LiPF_6电池低,但其具有较高的容量保持率,而且在高温下具有比LiPF_6电池更高的放电容量和更优良的循环性能,如经过50次循环后,LiBC_2O_4F_2电池的容量保持率为92.5%,而LiPF_6电池的容量保持率为78.4%.交流阻抗图谱也表明,使用LiBC_2O_4F_2电池在高温下电池的界面电荷传输反应阻抗比室温下有所下降,说明其具有良好的高倍率性能和高温循环性能.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4制备新工艺

采用球磨湿混和旋转合成相结合的新工艺来制备锂离子的电池正极材料LiMn2O4,并对制备的材料进行了粒度,化学成分以及电化学性能测试,制备的LiMn2O4为正尖晶石结构,而且物质纯净,同一批次制备的材料化学成分均匀,粉末粒度分布范围窄,中粒径为10．67um,首次充电容量为124mAh/g,放电容量为115mAh/g,循环次数达30次时,放电容还大于100mAh/g,循环稳定性,球磨湿混工艺能将原料混合均匀,并能有效地使原料粒度细化而且粒度均匀,旋转合成工艺能使反应物和反应产物的温度均匀,粒度均匀,晶型结构与成分均匀,球磨湿混和旋转合成相结合的固相合成新工艺能制备出电化学性能性能良好的LiMn2O4。     

锂离子电池正极材料的研制新进展

综述了锂离子电池正极材料的最近发展动态,着重介绍了被修饰的正极材料、O3-LiCoO2、LiFeO2的合成方法及电化学性能。展望了锂离子正极材料的发展趋势。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的改性研究

分别采用过渡元素掺杂和不同聚合物(聚丙烯晴和聚噻吩)包覆的方法对锂离子电池用正极材料LiMn2O4进行改性,研究了改性前后LiMn2O4的电化学性能.结果表明采用掺杂改性和聚合物包覆改性都可以提高LiMn2O4的电化学性能,减缓容量衰减.但单纯用一种方法改性效果都不理想,而将两种方法结合起来使用则不仅能有效地阻止电池在室温下的容量衰减(在前60个循环中,改性前电池的放电容量从119.1mAh/g下降到99.6mAh/g,平均每个循环的容量衰减率为0.27%,经Cr元素掺杂再用聚丙烯腈包覆后电池的放电容量从94.6mAh/g下降到91.8mAh/g,平均每个循环的容量衰减率为0.05%),而且使电池在高温下(60oC)也有很好的循环性能.     

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.     

锂离子电池正极材料Li1+xMn2O4的合成及其性能研究

采用醋酸锰和醋酸锂作为起始反应物,在水溶液中混合均匀,通过加热蒸发形成混合均一的反应前趋体并在不同温度下焙烧可获得最终产物。在850℃下,起始反应物锂锰摩尔比例采用1．1：2可获是电化学性能较好的活性材料,利用热重分析及红外光谱对反应历程进行分析并提出了可能的反应机理。对所合成的产物进行XRD、结构形貌及电化学性能进行了测试研究,表明其颗粒细小、分布均匀、结晶性能好、为蜂窝状结构、比表面积较大,初始容量较高和循环稳定性能良好,初始容量达128mAh/g。     

Li1+xCoyMn2-x-yO4的结构及电化学性能研究

利用溶液相合成技术把钴掺入到主尖晶石相中制得掺钴尖晶石相材料。所合成的材料具有颗粒分布均匀及结晶性能好等特点。利用X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外分光光度计及扫描电子显微镜对所合成掺杂锂材料的结构性能进行表征。研究表明掺杂钴可提高材料的结构稳定性能，减少锰在电解液中溶解，减少锂离子在材料中迁移电阻。电化学性能测试结果表明所合成掺钴材料Li1.03Co0.05Mn1.92O4具有较好的初始容量及循环稳定性能。     

Mn掺杂LiFePO4的结构及电化学性能研究

利用高温固相反应法在惰性气氛下合成了掺Mn的LiFePO4正极材料.考察了Mn2 的掺杂浓度对于目标化合物结构及其电化学性能的影响.应用XRD、循环伏安和恒流充放电等方法对产物进行了结构表征和性能测试.结果表明,产物具有单一的橄榄石型结构,Mn2 掺杂并未影响目标产物的结构,而是与LiFePO4形成了LiFe1-yMnyPO4(y为Mn的掺杂浓度)固溶体.目标产物具有优良的电化学性能.充放电测试表明,在0.1C倍率下放电,LiFe0.5Mn0.5PO4材料的首次放电比容量达129.1mAh/g,在4.1及3.5V处各存在一个放电平台.充放电循环20次循环后,容量仍保持在120.9mAh/g.利用循环伏安测试分析了Mn的改性效果及锂离子在目标化合物中脱嵌的过程.