用溶胶-凝胶法在LiCo0.05Mn1.95O4表面包覆Al2O3

首次以异丙醇铝为原料,采用溶胶凝胶法在LiCo0.05Mn1.95O4表面包覆了一层稳定的Al2O3膜。用X射线衍射、扫描电镜及其能谱对包覆前后LiCo0.05Mn1.95O4的结构进行了表征,并测试了样品在常温(25 ℃)和高温(55 ℃)时的电化学性能。研究表明,经Al2O3包覆处理后的LiCo0.05Mn1.95O4有效抑制了LiCo0.05Mn1.95O4与电解液之间的恶性相互作用,降低了Mn的溶解,稳定了LiCo0.05Mn1.95O4的结构,改善了LiCo0.05Mn1.95O4的循环性能。并研究了Al2O3不同包覆量对LiCo0.05Mn1.95O4电化学性能的影响,以Al2O3包覆量为0.5 %(质量百分数)的CAl0.5样品的循环性能较优。     

LiCo0.025M0.025Mn1.95O4的合成及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4及其掺杂改性的LiCo0.025M0.025Mn1.95O4(M=Mg,Cr,Ni)正极材料。通过X射线衍射对材料的晶体结构进行了分析,通过恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗测试技术对材料的电化学性能进行了测试。实验结果表明,所制备的材料LiMn2O4和LiCo0.025M0.025Mn1.95O4(M=Mg,Cr,Ni)均具有良好的尖晶石结构,其中材料LiCo0.025Ni0.025Mn1.95O4的电化学性能最佳。以0.2C倍率循环充放电,首次放电比容量可达119.94mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在117.78mAh/g以上,容量保持率为98.20%。     

尖晶石型LiCo0.1Mn1.9O4材料的制备和性能

通过分步加热高温固相合成法合成了尖晶石型LiCo0.1Mn1.9O4材料,在实体电池LiCo0.1Mn1.9O4/1 mol/LLiPF6-EC DEC EMC/MCMB体系中研究了材料的电化学性能。经过1 000次循环,LiCo0.1Mn1.9O4材料的放电容量保持率在85%以上,2 C充放电时,放电容量为0.1 C时的97.28%。利用X射线衍射仪(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对经过不同次数循环后的正极片进行研究,发现经过千次循环,材料的结构和极片表面形貌都得到很好的保持。     

尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4的合成及其性能

为了提高尖晶石型LiMn2O4材料的循环性能,采用掺杂金属的高温固相合成法合成了尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4材料,并以该材料作正极材料,中间相炭微球(MCMB)为负极材料,组装成562247型方型锂离子蓄电池。测试结果表明,750 ℃下烧结的尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4循环性能最好。在室温下,1 C充放电时电池比能量为83 Wh/kg和195 Wh/L,实际电池中所制材料比容量可达85 mAh/g,循环300次后电池的可逆容量变化很小。另外,还对电池的储存性能、倍率充放电性能及高低温性能进行了研究。     

LiCo0.9Al0.05Ti0.05O2材料的制备及其电化学性能

采用湿混合法进行掺杂物质与主要反应物混料,高温固相烧结制备了锂离子蓄电池正极材料LiCo_(0.9)Al_(0.05)Ti_(0.05)O_2,用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构与形貌进行了表征。电化学研究表明材料的实际电池电化学可逆容量达142mAh/g,3.6V放电平台比例达90%,循环性能好。     

原子层沉积制备Al2O3包覆层对LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2性能的影响

研究了原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)技术制备的Al_2O_3包覆层对高镍三元材料Li Ni_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_2性能的影响,主要包括形貌特征、晶胞结构以及电化学性能的影响。通过ALD技术在Li Ni_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_2表面包覆厚度约为1.5 nm的Al2O3包覆层后,对高镍三元材料的晶胞结构参数以及体相R-3m层状结构无显著影响。因Al2O3电导率较低,包覆后主要使得电荷转移阻抗升高,从38.87 m W升高至45.76 m W,从而导致包覆后材料的比容量比空白样品低3 mAh/g,放电倍率性能以及低温性能变差。包覆后材料在25和45℃下采用1 C倍率100%DOD充放电,循环寿命得到明显提升。25℃下,在容量保持率达到90%时循环寿命提升34.45%;45℃下,容量保持率达到80%时,循环寿命提升20.59%,表明ALD技术制备的Al_2O_3表面保护层有效地提升了活性物质与电解液之间的界面稳定性。     

前驱体合成条件对LiCo0.05Mn1.95O4性能的影响

以NaOH为沉淀剂,通过氢氧化物共沉淀法制备LiCo0.05 Mn1.95O4,讨论前驱体合成条件对产物电化学性能的影响.前驱体合成温度为30℃,溶液pH值为10.2时所得产物在3.0～4.3V循环,首次循环的0.1C放电比容量为120.1 mAh/g,库仑效率为95.7％,以0.2C循环20次,容量保持率为93.3％.     

LiNi0.5Mn1．5O4材料合成及性能的研究综述

LiNi0.5Mn1．5O4正极材料具有接近5V的电压平台,从而具有高的功率密度。综述了近年来LiNi0.5Mn1．5O4正极材料的合成及其掺杂改性的研究现状,重点对LiNi0.5Mn1．5O4正极材料的结构及其电化学性能进行了总结和探讨,并对LiNi0.5Mn1．5O4正极材料的发展前景进行了展望。     

Co、Mn包覆镍基材料LiNi0.90CO0.05Mn0.05O2的烧结温度与性能研究

采用化学共沉淀法,即将Co、Mn氢氧化物包覆球形Ni(OH)2合成了正极材料LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2的前驱体,利用该前驱体和氢氧化锂球磨混匀后,高温焙烧,合成了Co、Mn包覆镍基三元正极材料LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2,分析了烧结温度对结构、形貌、性能的影响.研究表明:720℃烧结的LiNi0.90Co0.05Mn0.05O2性能最佳,在25℃,2.75-4.2 V,1 C充放电条件下,具有160～180 mAh/g的比容量;循环300次,其容量保持率为100.7%.     

尖晶石相Li1+xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy的循环性能

用高温固相法制备了尖晶石相Li1 xMn2O4及LiAl0.1Mn1.9O4-yFy锂离子电池正极材料.电性能测试表明,Al、F共掺杂能提高LiMn2O4的容量.LiAl0.1 Mn1.9O4-yFy(y=0.05、0.10)常温下的初始容量分别为104.4 mAh/g和105.3mAh/g,高于Li1 xMn2O4;100次循环后,容量仍高于Li1 xMn2O4.Li1 xMn2O4(x=0.05、0.06和0.07)的高温(55℃)循环性能较好,100次循环后,容量衰减率分别为24.02%、21.78%和22.23%,除Li1.04Mn2O4(x=0.04)外,均低于LiAl0.1Mn1.9O4-yFy.阴离子的掺杂提高了材料的容量,阳离子掺杂抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石结构的稳定性,提高了材料的循环性能.     

沉淀剂浓度对LiCo_(0.05)Mn_(1.95)O_4性能的影响

以NaOH为沉淀剂,通过氢氧化物共沉淀法制备LiCo0.05Mn1.95O4,讨论沉淀剂浓度对产物电化学性能的影响。当沉淀剂NaOH浓度为4mol/L时,0.1C首次放电比容量为96.3mAh/g,首次循环的库仑效率为97.2%,产物的电化学性能较好。在3.0~4.3V循环,在最优条件温度为30℃、pH为10.2、沉淀剂浓度为4mol/L时制备的产物,0.1C首次放电比容量为120.1mAh/g,首次循环的库仑效率为95.7%。     

尖晶石LiCo0.05Mn1.95O4体系EIS分析

用溶胶一凝胶法合成了掺钴的尖晶石锰酸锂Li1.05Co0.05Mn1.95O4,由于Co3+的引入使得材料结构更加稳定,循环稳定性增强.材料在0.1 C下首次放电比容量为105.2 mAh/g,循环20次后为104.3mAh/g,容量保持率为99.1％;1 C下首次放电比容量为92.4 mAh/g,循环20次后放电比容量为91.1mAh/g,容量保持率为98.5％.电池在充电前电荷转移电阻Rct很大,锂离子扩散系数较小,1C循环结束后电极的电荷转移电阻Rct最大为225.2Ω,0.5 C循环结束后电极的锂离子扩散系数DLi+最大为6.16×10-5 m2/s.     

不同锂锰比尖晶石型LiMn2O4的结构与电化学性能的分析

分析了系列不同锂锰比对尖晶石型LiMn2O4性能的的影响。并对样品进行TG-DTA(热重/差热分析仪)、XRD(X射线衍射光谱)、SEM(扫描电镜)与电性能测试。研究结果表明:Li∶2Mn为1.00～1.50时,都可以得到尖晶石结构的LiMn2O4;当Li∶2Mn比值为1时,LiMn2O4的晶粒单体形态表现为规则的八面体状;随Li∶2Mn比值增大,LiMn2O4晶胞轴长有变小趋势,电化学稳定性有一定增强,比容量和电循环性能均有所改善,Li∶2Mn比值约为1.04～1.05时,其电化学性能表现较好;随着锂锰比的增加,杂相也相应增加,LiMn2O4由规则粒状渐变为团块状。由于杂质相含量的增加及LiMn2O4晶格变形增强,当Li∶2Mn比大于1.2时,电化学性能也明显变差。     

柠檬酸含量对纳米正极材料LiCo0.05Mn1.95O4的影响

在溶胶凝胶法中,螯合剂的含量对材料的性能有较大的影响。采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了尖晶石掺钴锰酸锂LiCo0.05Mn1.95O4粉末。利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒流充放电、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)等分析方法研究了柠檬酸含量对材料的结构和电化学性能的影响。充放电结果表明,当柠檬酸和总金属离子摩尔比为1∶1时制备出的材料具有良好的电化学性能;在3.0～4.3 V之间进行充放电,0.1 C下,材料首次放电比容量达到120.7 mAh/g,循环10次后保持在118.2 mAh/g,1 C下循环20次后放电比容量保持在80 mAh/g左右。SEM表明材料是纳米级别。