层状锰酸锂的制备方法研究

层状LiMnO2被认为是最有发展前途的锂离子电池正极材料之一,是目前新能源材料研究的热点.本文研究了高温固相法+碳热还原法,离子交换法,水热合成法和流变相法等多种工艺制备层状LiMnO2,通过实验结果对比了各种制备工艺工业化的可行性,为层状LiMnO2实现商业化提出了建议.研究结果表明:水热合成法在160℃下,Li/Mn=2∶1时,可得到层状LiMnO2;而流变相法在Li/Mn=1∶1时,即可得到LiMnO2.     

汽车动力电池正极材料锰酸锂球磨工艺研究

通过锂电池正极材料锰酸锂的研究,探索材料制备工艺对正极材料电化学性能的影响,对比不同球磨工艺对所制备锰酸锂电化学性能影响,并使用XRD、粒度分析仪、高精度电池性能测试系统等对正极材料、电池进行分析,得出了的球磨方法.     

以镍锰酸锂为正极材料的固态电池制备与性能研究

由于液态电池存在安全隐患,开发新型材料的固态电池成为研究热点.以高电压材料镍锰酸锂作为正极材料,PES-LATP@PVC复合物为固态电解质组装固态锂离子电池,在常温下,利用X射线衍射仪、电化学工作站等测试电池的充放电性能和电化学性能.结果表明:制备的聚合物电解质具有阻燃性;组装的半电池在常温、0.2C电流下的首次充电比...     

尖晶石型锰酸锂制备及其电化学性能

锰酸锂被认为是取代商品锂离子电池正极材料的LiCoO2候选材料.以二氧化锰、醋酸锰及氢氧化锂为原料,蒸馏水为分散剂,在空气气氛下进行分段烧结,控制烧结温度和时间,制备了锂离子电池正极材料锰酸锂.用X射线衍射仪,电子扫描电镜对产物的结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征.结果表明:所制得正极材料为尖晶石型锰酸锂,结晶度高,无杂质相,材料颗粒的粒径均匀,首次放电比容量为117.3 mAh/g(0.5 mA/cm2,2.8~4.4 V,vs.Li+/Li);50次循环后,放电比容量为107.9 mAh/g,不可逆容量损失为9.4 mAh/g,比容量保持率为92.0%.得到了很好的综合电化学性能.     

Mn-BTC衍生锰酸锂的制备及其放电性能研究

为提高高温锂电池的电压、比容量和高温稳定性,以金属有机框架化合物为前驱体开发了一种新型多孔结构LiMn_2O_4正极材料.首先采用室温自组装方法合成锰苯-1,3,5-三羧酸(Mn-BTC)前驱体,研究了原料比例和分散剂PVP用量对其形貌和结构的影响.研究发现,当Mn(CH_3COO)_2·4H_2O和H_3BTC(1,3,5-均苯三羧酸)的摩尔比为1.5∶3,质量分别为0.98 g和1.681 g, PVP用量为2 g时可得到粒度均一、分散均匀的花状微球Mn-BTC前驱体.再对Mn-BTC前驱体焙烧、锂化处理制备得到LiMn_2O_4, SEM和BET结果表明, LiMn_2O_4较好地保持了前驱体的多孔花状微球形貌,并拥有介孔和大孔多级孔结构.最后研究了Li-Mg-B/LiNO_3-KNO_3/LiMn_2O_4高温锂电池体系的放电性能,发现在200℃, 10 mA·cm~(-2)放电条件下, LiMn_2O_4正极材料比容量达到258.89 mA·h·g~(-1).研究结果为MOFs衍生金属氧化物在高温锂电池中的应用提供了思路.     

含部分晶须的镍酸锂研制

以碳酸锂、氢氧化镍和硝酸为原料,采用半固相法合成了镍酸锂,并研究了合成条件和合成工艺对产物性能的影响.用DSC-TG对试样的热行为进行分析,并分别用SEM和XRD对材料的微观结构和物相组成进行表征.结果表明:烘干温度控制在250℃;以5℃/min从25℃升温至620℃;并且在620℃下煅烧9 h,此时获得的样品中有约60%的晶须存在,晶须的直径小于0.3μm,晶须的长度约为4～6μm.     

锂离子电池正极材料层状镍钴锰复合材料LiNixCoyMnzO2的研究

层状镍钴锰复合材料LiNixCoyMnzO2具有比商业化锂离子电池正极材料——Li-CoO2低廉的成本、更低的毒性、更好的热稳定性,近年来受到广大科研工作者的关注.本文重点介绍了近年来层状镍钴锰复合正极材料合成方法及掺杂、包覆改性方面的研究成果,并简要概括了目前存在的问题及材料未来的研究趋势.     

锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究进展

从制备性能、改性和安全性能3个方面,论述了锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究现状,指出了其产业化所面临的问题,并给出了相应的对策.     

锰源对合成尖晶石锰酸锂的影响及电化学性能分析

使用不同金属锰源(醋酸锰,硫酸锰,氯化锰)为原料,合成具有尖晶石结构的锂离子电池正极材料锰酸锂。首先采用共沉淀法合成锰酸锂前驱体,然后采用空气中热处理手段制备锰酸锂正极材料。通过X射线衍射、扫描电镜对合成材料的结构、形貌及组成进行分析,结果表明三种锰源制备的锰酸锂正极材料均具有尖晶石结构。采用电化学方法测试合成材料组装的锂离子电池充放电性能,结果显示氯化锰、醋酸锰及硫酸锰制备的锰酸锂正极材料分别具有108.9、104.4和95.5 mAh/g的放电比容量,表明使用氯化锰作为锰源制备的锰酸锂正极材料具有最佳的电化学放电性能,在经历50次充放电循环之后,锰酸锂正极材料仍然具有97.4%的容量。     

溶胶凝胶法制备网状锰酸锂材料

以乙酸锰和乙酸锂为金属源,间苯二酚和甲醛为分散剂,柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法成功制备具有网状结构的锰酸锂粉体．通过XRD、SEM、TEM、循环伏安等测试手段对产物进行了表征,并探究了甲醛的加入量和体系PH对其晶相结构和形貌的影响．实验结果表明：制备的锰酸锂晶粒尺寸在几十个纳米左右,并且当甲醛的加入量为9mL、体系pH为8时,锰酸锂粉体表现出高的纯度、优异的结晶性能以及密集而巨大的面网结构．其循环伏安测试结果表明,其载流子传递、转移方面性能优良,可能因其结晶性能优良,本身所具有的独特的网络结构可以提供更多的嵌锂空间,并且缩短离子扩散路径．     

化学研磨法制备磷酸铁锂正极材料的结构性能研究

磷酸铁锂被认为是最有可能应用于锂离子动力电池的正极材料.采用化学研磨法制备了磷酸铁锂,并对其结构和电化学性能进行了研究.结果表明：相对于传统高温固相法,化学研磨法可以有效细化磷酸铁锂的颗粒和晶粒,所得材料0.1 C放电容量为132 mAh/g,明显高于传统固相法112 mAh/g的容量.     

尖晶石型锰酸锂的复合掺杂改性

以固相烧结法制备的尖晶石型锰酸锂为基础,对其结构中掺杂复合非金属元素B和F,合成了B、F掺杂的尖晶石。通过X射线衍射、扫描电镜、电化学分析方法对试样的晶体结构、表面形貌及电化学性能进行表征。结果表明,采用B、F包覆的锰酸锂与纯锰酸锂的X射线衍射结果相似,波峰尖锐且峰值高;随着B的掺入,尖晶石作为正极材料充放电的循环性能得到了提高,但是其初始容量较低,仅为102.3mA·h/g。随着加入复合非金属元素B和F,样品的初始容量提高到了110.9mA·h/g,50次循环后的容量保持率为83.14%。实验结果表明,复合掺杂有效提高了锰酸锂的电化学性能。     

水解法制备掺氟硅酸亚铁锂正极材料

采用水解法制得纯相掺氟硅酸亚铁锂正极材料.通过XRD衍射、充放电实验、交流阻抗谱、红外光谱、热重等现代手段,研究了所制备的样品的电化学性能.研究表明,通过400、600℃两步烧结可制得具有单斜结构(空间群P21/n)的Li2.05FeSiO4F0.02/C.制备的扣式电池在55℃下,分别以0.3C、1C、2C倍率电流连续充放电30循环时,第1循环的容量分别为116.8、106.5、99.2 mAh.g-1.掺氟改善了硅酸亚铁锂的电化学性能.     

液相法制备LiMn2O4及掺杂研究

以LiNO3,Mn(NO3)2和弱有机酸为原料，将其按一定比例混合，先天低温蒸干水分，再在250℃加热1h，得到黑色前驱物粉末；将前驱物在650－800℃焙烧10－20h便可得到LiMn2O4晶体；此外，研究了生产LiMn2O4晶体过程中温度及添加Ni,Co,Al对LiMn2O4晶化程度和结晶结构的影响。研究结果表明：利用液相法可以使反应物充分反应，能够得到晶形完整、结晶度高的尖晶石型LiMn2O4；并通过该液相法能更均匀掺杂，得到晶粒粒径更小的掺杂Ni,Co,Al型LiMxMn2-xO4。     

锂离子电池正极材料的制备方法

综述了锂离子电池正极材料的工作原理、应具备的结构与性质以及目前最具有吸引力的三种正极材料LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。通过比较这三种正极材料的制备方法和电化学性能,讨论了这些材料存在的问题和相应的解决方法。     

镍源和锰源对LiNi0.5Mn1.5O4材料性能的影响

以不同的镍源和锰源采用共沉淀法制备LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等手段,对制备的LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料进行表征和分析。结果表明：以硫酸镍和硫酸锰为原料制得LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料的XRD谱图没有杂质峰,SEM图像显示颗粒细小且分散均匀,电化学测试显示在0.2C下首次放电比容量为115.83 mAh/g,相比于其他镍源和锰源制备的LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料,具有更优的电化学性能。     

烧结速率对合成锰酸锂结构及性能的影响

以正辛烷为相转移剂,采用相转移法合成了锰酸锂前驱体,在电炉中于不同的升温速率下制得电池正极材料粉体,用XRD、SEM进行结构形态分析.当n(Li)∶n(Mn)=1.1∶2时所合成样品前驱体以5 K/m in的升温速率在750℃焙烧8 h,所制备的样品材料结构稳定且呈尖晶石型物相,粒度分布较均匀、形貌规整,无明显团聚现象.用其组装的锂离子电池,在以0.1 C充电、限制电压4.2 V,再以0.1 C放电、终止电压3.0 V的放电制度下,首次放电比容量达127 mAh/g,工作电位平稳于3.8 V,样品电极可逆循环性能良好.     

改进的固相法制备磷酸铁锂电池材料

采用改进的固相反应法(MSR)，制得了粒子微细、粒径分布窄的LiFePO4和Li0．98Mg0.02FeP04化合物，用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和粒度分布仪研究了样品的物相结构、形貌和粒径分布。结果表明．采用该反应条件有利于控制产物的形貌和粒径以及易获得Fe^ 2稳定的磷酸铁锂化合物。分别用LiFePO4和Li0．98Mg0.02FeP04作正极材料进行了电池的充放电等电化学实验，其结果显示，材料中锂离子的充放电平台相对锂电极电位为3．5V左右，初始放电容量超过160mAh／g，50次充放电循环后容量仅衰减5．5％，表明用该方法制备的样品具有高的比能量和循环稳定性。     

不同形态的锰酸锂晶体的熔融盐法制备及对其对充放电性的影响

论述了不同形状和大小的锰酸锂晶体的熔融盐制备法，以及尖晶石型锰酸锂晶体的形状和大小对充放电特性的影响。氧化锰微孔晶体以[MnO6]八面体为基本单元，用共棱和／或共角的连接方式组成一维隧道、二维层状和三微网络的多样化的微孔结构，这些结构中的遂道、层和空位是传送离子的通道。影响离子传送的因素除了结晶结构以外，还同晶体的形态和大小有关。熔融化盐法是控制锰酸锂晶体的形态和大小的有效的方法，通过选择熔融盐的种类和控制制备条件可得到不同组成、不同形态和大小的晶体。把不同组成、不同形状和大小的尖晶石型锰酸锂晶体作为锂电池的正极材料，探讨了电池的充放电性能，发现薄片或针状的富锂组成的锰酸锂晶体可有效的提高其充放电容量和改善充放电特循环特性。     

锂离子电池正极材料磷酸钒锂的研究概况

磷酸钒锂具有价格低、比容量高、放电电压高、循环寿命长等优点,成为近年来研究较多的正极材料之一.本文介绍了磷酸钒锂的结构特点和电化学性能,对磷酸钒锂的制备方法及改性研究进展进行了综述,同时对该材料的发展方向和前景进行了展望.