掺杂尖晶石型锂锰氧化物的合成与电化学性能研究

用液相法合成出掺锂、镍、钛的尖晶石锂锰氧化物.用FT-IR、XRD、XPS对合成的材料进行了表征,并研究了电化学性能.研究结果表明:掺锂、镍、钛样品在进行充放电时,在4V区域,其初始放电容量高达140.9mAh/g,循环性能明显好于纯尖晶石样品,主要原因可以归结于掺入的镍、钛离子替换了部分处于16d位置的锰离子,导致尖晶石晶胞出现收缩和锰的价态提高,从而抑制Jahn-Teller效应,提高了尖晶石结构的稳定性.     

掺杂Li-Mn-O尖晶石的贮存性能研究

由掺钛电解二氧化锰制备掺钛、掺镍一钛、掺钴一钛的尖晶石锂锰氧化物。充放电实验表明,在4．6～2．5V电压范围,掺杂样品的充放电性能最好。600℃掺钛样、600℃未掺杂样、750℃未掺杂样的新样的初始容量分别为205、189和207mAh／g;充电态存放3个月样品的初始容量分别为175、135和126mAh／g。40循环的容量衰减率分别为16％、47％和52％。X射线光电子能谱和红外分析表明,掺钛增强了结构中氧的结合能,明显改善了样品的放电性能和充电态的存放性能。     

锂离子电池斜方锰酸锂阴极材料的合成与表征

用一步固相法合成了斜方锰酸锂,对其进行了表征并确定了前驱体化合物烧结中的转变过程,以及相互化合间的烧结机制．结果表明,随着煅烧温度的升高,杂相减少,生长出主体相斜方锰酸锂．在700℃以上可以生成均一相的层状斜方类球状和棒状锰酸锂颗粒．两种颗粒的粒度分别为1～5μm和5～15μm．在充放电循环中,斜方锰酸锂结构易于向尖晶石结构转变．在2．5～4．5V范围内以20mA／g电流进行充放电循环,斜方锰酸锂的初始充电容量达到247mAh／g,放电容量为133mAh／g,50次循环后,容量保持率为92％．     

高温固相合成锂锰氧正极材料LiMn0.9Mo0.1O2及其电化学性能测试的研究

利用高温固相分段加热法合成锂锰氧正极材料LiMn0.9Mo0.1O2,并对其进行了常温充放电、循环伏安、交流阻抗、电镜扫描等电化学性能测试。在2.0～4.3V电压范围内,其首次充电容量为160mAh/g,放电容量为158mAh/g;经10次充放电循环后,其充电容量为156mAh/g,放电容量为155mAh/g(对极为锂片);经SEM检测,该正极材料主要为正交型锂锰氧化物。     

硝尿配合法合成掺杂尖晶石LiNi0.06Cr0.1Mn1.84O4及电化学性能研究

以硝尿配合物为前驱物，合成协同掺杂尖晶石LiNi0.06Cr0.1Mn1.84O4正极材料，用XRD，SEM表征其结构与性能。结果表明，当煅烧温度为800℃烧结时间为7h时，所得产物粒度均匀，分布窄，平均粒度为60nm，呈球形颗粒。该材料具有良好的电化学性能，在4V附近首次充放电比容量为121mAh／g，循环15次之后达到最大放电比容量128mAh／g，循环50次后放电比容量仍能保持111mAh／g，容量损失率为7．5％。循环伏安曲线显示，材料具有良好的电化学可逆性与循环稳定性。     

氢化燃烧合成镁基储氢合金的电化学性能的研究

研究了氢化燃烧合成Mg2NiH4产物的电化学性能，并探索了机械球磨处理对产物电化学性能的影响。电化学测试表明，HCS产物不经任何处理，最大放电容量仅为45.13mAh／g；产物球磨后最大放电容量和高倍率放电能力得到提高，如产物经球磨1h后，最大放电容量增至259．24mAh／g，产物添加3％（质量分数）的石墨球磨5h，最大放电容量增加了10倍以上，达到481．50mAh/g。     

尖晶石型LiMn2O4合成新工艺及改性研究

本文采用一种新方法——溶盐浸渍合成法制备出了尖晶石型LiMn2O4锂离子电池正极材料。“溶盐浸渍工艺”具有sol-gel等液相合成法成分易于混合均匀、合成时间短的优点,同时兼有固相合成法工艺流程短、操作简单的特点。利用Al、Co两种改性元素的协同效应和叠加效应制备了富锂二元阳离子掺杂正极材料Li1.03Co0.05Al0.03Mn,1.92O4,其初始放电容量为117．5mAh／g,20次循环的容量损失仅为9．5％,300次循环的容量损失率为15．1％。     

层状锰酸锂正极材料的掺杂改性及性能

采用溶胶-凝胶法制备层状LiMnO2的正极材料，并对其进行不同比例的过渡元素钴镍镧铈掺杂改性。用XRD以及SEM对其进行物相和表面形貌的分析，同时用锂离子电池模具装配电池以及进行恒电流充放电、循环伏安等电化学测试，分析了掺杂元素对其电化学性能的影响。XRD分析结果表明所合成的锰酸锂材料呈斜方晶系，SEM形貌显示产物为明显的层状结构，循环充放电测试结果表明掺杂2％Ni2％Co6％Ce的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为161．8mAh／g，循环稳定性较好：而掺杂了6％Co4％La的层状锰酸锂正极材料的初次放电容量为111．5mAh／g，表现了很好的电化学性能。     

菱方结构锂离子正极材料LixMnO2的合成及其电化学性能

以Mn(OH)2作为反应前驱体,LiOH·H2O为锂化剂,K2MnO4为氧化剂,采用氧化原位反应方法,在缓和的实验条件下合成出层状菱方结构Li0.65MnO2材料。采用X射线粉末衍射(XRD)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了表征。结果表明,使用该方法可以获得单一相、晶型较好、纯度较高的样品。合成的材料表现出了很好的电化学性能,其初始放电比容量168.9mAh/g,在室温下经过50次循环之后电池放电比容量仍稳定在132.1mAh/g。     

机械活化氧化法制备锰酸锂及其性能研究

以高纯金属锰粉和碳酸锂为原料,通过机械活化氧化法合成了尖晶石LiMn2O4材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对LiMn2O4样品结构及形貌进行表征,用充放电测试和交流阻抗技术对LiMn2O4样品进行电化学性能研究。结果表明,所制备的LiMn2O4具有完整的尖晶石型结构,且颗粒形貌规整,颗粒大小均匀。所制备的LiMn2O4材料室温(25℃)在3.0~4.3V电压范围,在0.1C倍率下首次放电比容量为125.8mAh/g;2C首次放电容量为120.1mAh/g,300次循环后放电容量保持103.9mAh/g,容量保持率为86.51%。且样品具有较好的高温性能和较小的阻抗。     

溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiMn_2O_4

以醋酸锰、硝酸锂为原料,采用乙二胺四乙酸-柠檬酸(EDTA-CA)络合法,制备了正尖晶石型LiMn2O4超细粉末晶体。应用TG-DSC,XRD,CV及恒流充放电测试等手段对前躯体及LiMn2O4粉体进行性能表征,确定了其最终的合成温度为600℃。常温下,组装成半电池,初始放电容量为120.2mAh/g,循环50次后容量保持在70%左右。     

非整比锂锰尖晶石的合成与电化学性质

A nonstoichiometric spinel phase (Li1.1Mn2.1O4 y) was synthesized using reheological phase reaction method. It was characterized by XRD and XPS techniques. The particle size and shape of the expected compounds were observed by transmission electron microscopy technique. The composition of new spinel phase was checked by ICP. The electrochemical properties of the spinel phase (Li1.1Mn2.1O4 y) were also investigated. The results showed that the Li1.1Mn2.1O4 y behaved excellent recharge ability to compare with stoichiometric LiMn2O4. The initial discharge capacity of the battery was 126mAh/g when current density was 1mA/cm^2 over voltage range of 4.4 to 3.0V. It dropped slowly during 60 cycles. After 100 cycles, the discharge capacity was retained at 117mAh/g (about 93% of initial discharge capacity) when the metallic lithium was the anode. The outstanding electrochemical properties of Li1.1Mn2.1O4 y make it possible to be used as a promising cathode material. The novel synthesis method provides a simple and effective route for inorganic material synthesis.     

Synthesis of CDMO from LiOH and EMD and the Performances of Li/CDMO Rechargeable Batteries

The synthesis of CDMO from LiOH and EMD has been investigated by thermogravimetry and pow-der X-ray diffraction analysis.The results showed that it took place from below 100 to 400℃.Whenthe proportion of Li:Mn in the starting mixture was 3:7,the measured weight loss during this processwas 7.40% for heat-treated EMD and 8.33% for non-heat-treated EMD.Based on these data andX-ray diffraction results the obtained product would be 3LiMn204 - MnO2.This material was es-sentially amorphous.It can insert 4.7 Li per 3LiMn_2O_4·MnO_2,leading to a capacity of 170-200 mAh/g and demonstrated reasonable discharge and recharge cycle performance for both testcells and practical batteries.     

尖晶石LiMn2O4表面包覆MgO及其性能

Mn^2 在电解液中的溶解是引起LiMn2O4正极材料性能恶化的重要原因。用沉淀法在LiMn2O4表面包覆一层Mg(OH）2,再进行热地理,制备由表面包覆MgO的LiMn2O4。用X光电子能谱、扫播电镜和X射线衍射对包覆前后的LiMn2O4的结构进行了表征。充放电测试结果表明．经表面修饰处理后LiMn2O4的循环及高温性能明显改善。研究结果表明表面修饰北理可以抑制正极材料和电解液之间的相互作用．是改善锂离子二次电池正极材料性能的有效途径。     

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...     

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．     

LiMxMn2-xO4正极材料的表面改性机理研究

采用溶胶-凝胶包裹法对尖晶石LiMn2O4及其阳离子掺杂LiM0.1Mn1.9O4(M=Li，Ni)正极材料进行了表面改性研究．X射线衍射及电子探针线扫描分析表明，表面改性以后的晶粒仍为尖晶石结构，表面改性离子Co的浓度由表及里逐步减小．电解液溶蚀实验及电化学循环测试表明，表面改性后的正极材料LiM0.1Mn1.9O4的抗溶蚀性明显增强，循环性能优良．性能改善的原因是表面改性以后，尖晶石晶粒表层Mn^3 离子浓度降低，Mn^4 离子浓度大大增加，减少了Mn^3 发生歧化反应的机会．     

电化学合成磷酸铁锂正极材料的前驱体

以NH4H2PO4、锂盐和纯铁为主要原料,采用电化学法合成磷酸锂铁前驱体,再通过磷酸锂铁前驱体合成锂离子电池正极材料LiFePO4/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及充放电性能测试等方法对其晶体结构、微观形貌和电化学性能进行分析研究。结果表明,LiFePO4/C具有单一的橄榄石型晶体结构。其中在无水乙醇溶剂中合成的LiFePO4/C正极材料粒径细小且分布均匀,具有最好的电化学性能,在0.2C的放电电流下,首次放电比容量达到142.3mAh/g,充放电循环30次后放电比容量仍保持在141.2mAh/g。     

尖晶石LiMn2O4容量衰减的原因及解决方法

尖晶石LiMn2O4被认为是最具发展前景的锂离子电池正极材料,但其容量衰减快和循环性能差是制约其商品化的主要原因.分析了尖晶石LiMn2O4容量衰减快和循环性能差的原因,将其归结为内因和外因;在此基础上,从离子掺杂、表面修饰、电解液改性、合成工艺优化几个方面讨论了改善尖晶石LiMn2O4性能的解决方法.     

碳酸盐溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4

以聚丙烯酸和碳酸盐(Li:Ni:Mn＝1.05:0.5:1.5)为主要原料,用溶胶-凝胶法合成了LiNi0.5Mn1.5O4.用X射线衍射、DSC-TGA、SEM和恒电流充放电技术研究了工艺条件对材料结构、微观形貌和电化学性能的影响.碳酸盐溶胶-凝胶法可以制备单相尖晶石结构LiNi0.5Mn1.5O4,其放电比容量高达134 mAh/g,经45次循环后仍然可保持初始放电容量的98%.