电极材料Mn_3O_4的制备及性能研究

采用共沉淀法结合热分解法制备Mn_3O_4,并对其结构、形貌和电化学性能进行探究。考查了煅烧温度、PVA用量以及碳酸铵的添加等因素对材料性能的影响,确定了优化的工艺条件。结果表明:Mn_3O_4的优化煅烧温度是1 000℃,PVA对Mn_3O_4的形成有促进作用,较优的PVA添加量为20%左右,较不添加PVA所制备的样品其放电比容量提高了近10倍。在无PVA条件下,添加碳酸铵对产物的电化学性能起到抑制作用;在有PVA条件下,添加碳酸铵能提高产物的电化学性能。     

Li_(1.07)(Ni_(0.4)Mn_(0.53))_(1-x)Al_xO_2正极材料的合成与性能

采用共沉淀法结合高温固相法制备Li1.07(Ni0.4Mn0.53)1-xAlx O2正极材料,利用SEM,XRD对所得试样的形貌和晶体结构进行表征,并研究材料的电化学性能.结果表明,少量Al的掺入减小材料的颗粒尺寸,降低材料的放电比容量,但可以提高材料的循环稳定性和倍率性能.其中x=0.01时所得试样在25℃,2.75~4.2 V,0.5 C倍率下的首次放电比容量为125.1 m Ah/g,100次循环后的容量保持率达到99.5%.此外,掺入适量Al后可以降低Li+在材料中的电荷传递阻抗,改善材料的低温放电性能.     

共沉淀-煅烧法制备MgAl_2O_4超细粉体材料

以镁、铝销酸盐为原料,用共沉淀-煅烧法制得了性能优良的MgAl_2O_4超细粉体材料。XRD分析结果表明,运用共沉淀法得到的胶状沉淀(溶胶)由Mg_4Al_2(OH)_(14)·3H_2O和Al(OH)_3组成。把溶胶适当处理后得到的干凝胶粉末平均粒径在50nm左右。TEM分析还表明,煅烧和保温工艺对MgAl_2O_4粉末的粒度和粒形有一定的影响。     

Li~+掺杂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备与性能

用固相反应法合成了Li~+掺杂的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4,并用XRD、SEM和恒电流充放电技术研究Li+掺杂对材料结构、形貌和充放电性能的影响。结果表明Li+掺杂和未掺杂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4均具有Fd3m尖晶石结构,掺杂的Li~+以固溶体形式存在,掺杂少量的Li+能显著提高材料循环性能,但放电比容量稍有降低,其中Li_(1.05)Ni_(0.45)Mn_(1.5)O_4的放电比容量为136.1 m A·h/g,循环30次后基本不变,具有很好的循环稳定性。     

纳米TiO_2修饰LiNi_(0.83)Co_(0.11)Mn_(0.06)O_2正极材料改性研究

采用共沉淀法先合成[Ni_(0.83)Co_(0.11)Mn_(0.06)](OH)_2前驱体,在纯氧气氛下经过两段高温烧结生成LiNi_(0.83)Co_(0.11)Mn_(0.06)O_2正极材料。通过在前驱体配锂烧结过程中加入纳米TiO_2实现了Ti~(4+)掺杂,经过掺杂后的Li[Ni_(0.83)Co_(0.11)Mn_(0.06)]_(0.98)Ti_(0.02)O_2正极材料在1C电流密度下的放电比容量高达185.6mAh/g,循环100圈后容量维持在178.8mAh/g,容量保持率高达96.33%。     

具有核壳结构的高电压正极材料Li(Co_(0.9)Ni_(0.05)Mn_(0.05))O_2的制备与表征

以共沉淀法制备的Ni-Mn包覆Co_3O_4前驱体和Li_2CO_3为原料,通过高温固相法制得了具有核壳结构的锂电池正极材料Li(Co_(0.9)Ni_(0.05)Mn_(0.05))O_2.用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和充放电测试表征了样品的形貌、晶体结构和电化学性能.结果表明,所制备的核壳结构Li(Co_(0.9)Ni_(0.05)Mn_(0.05))O_2具有良好的电化学性能,在3.0~4.5 V和3.0~4.6 V,0.2 C下首次放电容量分别达到180.5 m A·h·g~(-1)和201.3 m A·h·g~(-1),在1 C下,循环50周后容量保持率分别为89.3%和63.3%.     

固相法制备Mg~(2+)掺杂锂离子电池正极材料LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_4

介绍了一种利用固相法制备Mg~(2+)掺杂锂离子电池正极材料LiMg_(0.02)Mn_(1.98)O_4的方法。该方法简单有效地提高了锰酸锂材料的循环性能与倍率性能,所制备的正极材料性能优异,适用于大规模工业化生产。     

锂离子电池富锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的合成及性能

随着电动汽车的发展,迫切需要具有高安全性、高能量密度、高功率、大容量、长寿命、高环保、低成本等优点的锂离子电池。层状结构的富锂锰基正极材料由于具有比容量高、平台电压高、热稳定性好、价格低廉的特点而被认为是有希望的未来电动汽车候选正极材料之一。尽管其拥有很高的比容量,但仍存在着首次循环不可逆容量高、倍率性能差等问题,纳米化是改进材料倍率性能的一种有效手段。本文以Ni O,Co_3O_4,Mn CO_3和Li_2CO_3为原料,成功制备得到了纳米级的锂离子电池正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和充放电测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。结果表明,合成的Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2材料具有层状结构,一次颗粒均匀、细小,平均颗粒尺寸约为90 nm,并具有良好的电化学性能,在2.0~4.8 V以0.1C充放电时,首次放电比容量达到284 m Ah·g~(-1),首次库伦效率为86.1%。材料同时拥有良好的倍率性能,1.0C放电容量达到240 m Ah·g~(-1),3.0C放电容量达到210 m Ah·g~(-1)。     

废旧LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料还原酸浸与沉淀再生研究

提出了苹果酸与亚硫酸氢钠还原浸出-碳酸盐沉淀再生废旧锂离子电池正极材料的新方案,考察了搅拌速度、有机酸浓度、亚硫酸氢钠添加量、浸出温度、浸出时间对Li、Co、Ni、Mn元素浸出率的影响。结果表明,最佳浸出条件为搅拌速度400 r/min,苹果酸浓度2.5 mol/L,亚硫酸氢钠添加量1.25 mol/L,浸出温度90℃,浸出时间120 min;此条件下,Li、Co、Ni、Mn的浸出率分别达到99.91%、98.14%、99.27%、98.43%。借助XRD、SEM、电化学测试手段分析了再生正极材料的性能。结果表明,再生LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料首圈放电比容量为175.5 mA·h/g, 200圈循环容量保持率高达71.96%,再生正极材料性能较优。     

高电位正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的改性研究进展

从晶体结构、制备方法、体相掺杂改性、表面包覆改性等方面,对近年国内外5V尖晶石型LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的合成与改性研究现状进行了综述,并对其发展前景进行了展望。     

共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO4

采用共沉淀法制备橄榄石结构的LiFePO4锂离子电池正极材料,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试等方法对其结构、表观形貌及电化学性能进行了分析研究.结果表明,该方法制备的LiFePO4为均一的橄榄石型晶体结构,颗粒微细;低倍率下充放电测试比容量可达126.3 mA·h/g;循环性能良好,充放电100次循环后,容量损失率仅为9.4%.     

单晶型LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料的制备及性能对比

基于高镍三元正极材料容量和成本等方面的优异性,通过熔盐法结合高温固相法进行梯度煅烧,成功制备出了具有大尺寸单晶颗粒状的高镍LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料,并与传统固相反应煅烧制备的材料进行比对,通过XRD衍射分析其结构特征,反映阳离子混排程度。依托扫描电子显微镜和透射电子显微镜,表征其表面形貌和晶体特征,研究表明:在经过循环伏安测试后,在高倍率测试条件下,循环稳定性和容量保有量的优势明显,契合锂离子电池近些年在快速发展过程中所面临的安全稳定的条件。这种采用熔盐法制备的NCM-811材料为制备微米级单晶型的正极材料提供了新的思路。      

LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料的合成与性能

采用共沉淀-高温固相法制备LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2锂离子正极材料,并使用X 射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）技术分别表征其结构和形貌.然后将所得LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料组装成扣式电池,并表征其电化学性能,探讨烧结温度和锂配量对其电化学性能的影响.结果表明：所得LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2正极材料的放电比容量随烧结温度的升高而增大,且在900℃时表现出最佳的电化学性能.室温下,1C倍率下,锂配量(n(Li)/n(Ni+ Co+ Mn)=1.09)时,正极材料的首次放电容量为143.7 mAh/g,50次循环后,正极材料的放电比容量仍有141.3 mAh/g,容量保持率为98.3%.     

仲钨酸铵还原制备超粗球形钨粉

以钨酸铵溶液为原料,加入含Li、Na和K碱金属盐的添加剂,在湿氢条件下还原制备粗晶球形钨粉.研究了碱金属盐的种类、含量及还原时间对仲钨酸铵粉末及钨粉的影响.通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和检验分析筛对仲钨酸铵及粗晶钨粉的形貌、成分、物相组成及粒度分布进行表征.研究表明,采用钨酸铵溶液为原料,添加剂（NaCl、KCl和Li₂CO₃）为3 g·L^-1,在1000℃湿氢条件下还原180 min,可直接制备出流动性良好、近球形、晶粒发育完整且均匀的粗晶钨粉.其平均粒径达到67μm,最大粒径可达150μm,最大松装密度为13.41 g·cm^-3,最佳流动性为每50 g粗晶钨粉用时9 s.     

Synthesis and characterization of YAG: Ce3+ fluorescence powders by co-precipitation method

YAG:Ce³⁺(Yttrium aluminum garnet) fluorescence powders were successfully prepared by co-precipitation method using aluminum nitrate, yttrium nitrate, cerous nitrate as the starting materials and ammonium carbonate as precipitant. The products were characterized by X-ray powder diffraction, luminescence spectrometer, transmission electron microscope (TEM). The XRD results showed that the obtained YAG:Ce³⁺ fluorescence powders had the crystalline structures of YAG at calcinations temperature of 900 °C and the TEM results showed that the grain diameters were about 100 nm. The YAG:Ce³⁺ fluorescence powders, synthesized by co-precipitation method, had the best luminescence property when the Ce doping amount was x=0.06 in the molecular formula of Y_3-xCe_xAl₅O₁₂, the calcinations time was 2 h and the calcinations temperature was 1000 °C.     

Preparation and characterization of Y3Al5O12:Ln (Ln=Eu,Ce) phosphor powders by ultrasonic atomization and co-precipitation process

A novel technique for YAG:Ln (Ln=Eu, Ce) phosphor powder synthesis with a nanocrystalline structure was developed. Nanocrystalline YAG:Ln powder was prepared by an ultrasonic atomization and co-precipitation method using a mixture solution of ammonium hydroxide(NH₃·H₂O) and ammonium hydrogen carbonate(NH₄HCO₃) as precipitant. The as-prepared nano-powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and fluorescence spectrometer. The obtained phosphor powders were homogenous and in size of 50-70 nm. The results demonstrated that by using ultrasonic atomization and co-precipitation process, we could synthesize a good quality YAG:Ln (Ln=Eu, Ce) phosphor powder that had many potential applications.     

Mn3O4制备研究进展

主要介绍并比较了目前制备高纯度、高比表面积和低(或无)硒Mn3O4的几种生产方法,综述了国内外本领域许多研究成果和进展,对较实用的焙烧法和金属锰法做了重点描述,着重指出金属锰法的创新性,提出了可实践的技术方案.总结了现在所面临的问题并有针对性地对未来的研究方向做了扼要的陈述.     

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。     

硫酸锰溶液碱化沉淀—焙烧法制备Mn_3O_4

针对传统Mn3O4生产过程中存在工艺控制复杂和污染物排放量大的问题,结合传统液相法和焙烧法的优点,提出了先用NaOH滴加含有分散剂十二烷基硫酸钠(SDS)的硫酸锰溶液制备四氧化三锰前驱体,再焙烧前驱体制备Mn3O4,用SEM、XRD对产物进行表征。试验结果表明:在SDS投加量1.5g/L、反应温度60℃、反应时间30min和搅拌转速300r/min条件下,可得到粒径约100nm、大小分布均匀的纳米级前驱体颗粒,其主要由Mn(OH)2、MnOOH和Mn3O4组成;前驱体焙烧制备Mn3O4最佳温度为1 000℃,此时可得到呈四方尖晶石结构、粒径约500nm、颗粒大小均匀的Mn3O4产品。