尖晶石LiMn2O4正极材料的掺杂改性研究

掺杂是目前改善LiMn2O4正极材料性能的主要途径.结合容量衰减原理,综述并分析了掺杂各种阳离子、阴离子及复合掺杂分别对材料各项性能的影响,提出了阴阳离子的复合掺杂是改善材料综合性能的有效方法.     

不同Li/Mn比及预处理对尖晶石LiMn2O4性能的影响

分析了不同Li/Mn比及预处理对尖晶石LiMnO4性能的影响。结果表明：Li／Mn比在95～1．05／2之间,都可得到尖晶石结构的LiMn2O4,并且随着Mn平均化合价的增加,材料的放电比容量也随之提高,当Li／Mn比为1．05／2时,放电比容量达到121．45mAh／g;经过预处理的产物性能比一步合成法的产物性能好,而经过比较,两步间断法比两步连续法处理的产物性能更佳。     

锂离子二交电池LiMn2O4正极材料的研究进展

锂离子二次电池锂锰氧化物正极材料因其价格低廉、性能优良而成为研究的热点。本文综述了近年来锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展，并对该材料的结构、性能、合成方法以及存在的问题进行了重点阐述。LiMn2O4材料具有尖晶石结构，目前制备主要固相烧结和液相合成方法。通过加入过量的锂和引和杂原子及采用工艺可改善其循环性能。     

锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展

锂离子二次电池锂锰氧化物正极材料因其价格低廉、性能优良而成为研究的热点.本文综述了近年来锂离子二次电池LiMn2O4正极材料的研究进展,并对该材料的结构、性能、合成方法以及存在的问题进行了重点阐述.LiMn2O4材料具有尖晶石结构,目前制备主要用固相烧结和液相合成方法.通过加入过量的锂和引入杂原子及采用新工艺可改善其循环性能.     

锂离子电池正极材料LiMn2-xNdxO4的性能研究

采用高温固相反应法,合成了具有尖晶石结构的锂离子电池正极材料LiMn2O4,并对其掺杂不同量的Nd,得到LiMn2-xNdxO4(x=0～0.03).对材料进行了XRD、粒度分析及恒电流充放电测试.试验结果表明,掺杂微量稀土元素Nd合成的正极材料具有标准尖晶石结构,较好的循环稳定性.其中LiMn0.995Nd0.005O4具有较好的电化学性能和循环稳定性,最高容量达到132mAh·g-1.     

化学杂质对尖晶石LiMn_2O_4 电化学性能的影响

采用去离子水清洗以及添加不同Na_2SO_4杂质含量的方法研究了化学杂质对尖晶石LiMn_2O_4材料电化学性能的影响. 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)和离子色谱测试表明, 水洗后材料主要杂质元素Na, S均得到有效去除; 电化学测试表明, 水洗后材料放电比容量得到提高, 与含Na_2SO_4杂质LiMn_2O_4材料相比, 水洗后材料在2C常温循环及倍率性能上都明显优于含杂质LiMn_2O_4材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)及能量色散谱(EDS)研究了Na, S化学杂质在电池体系中的存在形式及对材料电化学性能的影响. 结果表明, Na_2SO_4溶解于电解液中以及由Na离子在负极还原所引起的副反应将导致电池倍率及循环性能恶化.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

锰酸锂用作锂离子电池正极材料是当前研究热点之一 ,由于其价格、安全和环境优势 ,其应用前景十分看好 ,本文综述了近几年尖晶石型LiMn2 O4的研究现状 ,概述了尖晶石型LiMn2 O4制备的方法、结构和电化学性能以及影响其化学性能的各种因素和解决措施。     

尖晶石型LiMn2O4正极材料的改性及电化学性能研究

采用共沉淀方法合成了尖晶石型LiMn2O4正极材料，并对其工艺进行改进，进行锰源掺杂及Al2O3包覆改性等得到5种材料。首次充放电容量较高，所得纯相尖晶石的首次充放电容量达到130mAh／g，充放电效率高，电化学性能较好。对5种材料进行了XRD以及充放电，循环伏安及交流阻抗测试，考察了不同掺杂元素对电池材料的影响，得出在掺杂工艺相同的条件下，掺Cr所得材料的电化学性能较为理想，循环伏安和交流阻抗测试亦为上述结果进行了有力佐证。     

掺杂稀土元素对锂离子电池正极材料LiMn2O4的影响

尖晶石LiMn2O4作为锂离子电池最有潜力的正极材料已经成为研究的热点，但其在充放电过程中结构的不稳定制约了其应用。近年来，许多研究学者对LiMn2O4进行稀土掺杂，有效地提高了LiMn2O4材料的电化学性能和循环稳定性。文章综述了近几年在这方面的研究进展。     

合成条件对锂离子正极材料LiMn_2O_4电性能影响

利用实验室自制的Mn（OH）2沉淀,采用改性的固相法合成尖晶石LiMn2O4,并且系统地研究了温度、锂配比量和升温速率对LiMn2O4电性能的影响.通过对材料进行扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射光谱（XRD）分析以及电性能测试,结果表明：合成出的物质为标准的尖晶石结构,衍射峰与标准的LiMn2O4结构完全对应,为尖晶石结构;最佳合成条件：合成温度为830℃,Li/2Mn=1.05,升温速率为5℃/min.组装成AA电池后电池的首次循环性能都达到100 mAh/g.     

Co掺杂对锂离子电池材料LiMn2O4性能的影响

采用高温固相法和溶胶-凝胶法制备LiCoXMn2-XO4（x=0,0.05,0.1,0.2）,研究了掺杂Co后,材料的相结构和充放电性能,并与LiMn2O4相对比.结果表明：掺杂Co后材料的充放电性能相对LiMn2O4均有所提高;两种方法制备的LiCoXMn2-XO4循环40次后,容量保持率、放电比容量均优于LiMn2O4;且当x=0.05时,两种方法制备的LiCoXMn2-XO4的充放电性能均明显优于x=0.1和x=0.2时.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

对近年来国内外有关尖晶石型LiMn2O4材料合成的研究作了综述。从掺杂改性，表面改性和电解液优化等几个角度分析了LiMn2O4容量衰减的改善及循环性能提高，并初步分析了尖晶石型锰酸锂的容量衰减机理。     

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。     

铬对尖晶石锂锰氧化物电化学性质的影响

研究了纯尖晶石锂锰氧化物和掺铬尖晶石锂锰氧化物粉末微电极的循环伏安曲线和交流阻抗谱图,结果表明;掺铬样品循环稳定性明显增加,但它的氧化还原峰的位置发生正移,峰形宽化,两步嵌脱锂的量也由相等变为不等,反应电阻增加。     

不同锂源对尖晶石锰酸锂性能的影响

采用溶胶凝胶法,以氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂为锂源制备锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4,分别用XRD和SEM对产物的结构和微观形貌进行表征,并对其电化学性能进行了测试。结果表明,用硝酸锂制备的LiMn2O4有较好的的微观形貌及较高的初始比容量,用氢氧化锂制备的LiMn2O4有较好的循环性能。     

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.     

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。