尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展

分析尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)正极材料的结构和充放电机理,并对常见的制备方法,如高温固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、熔盐燃烧法、水热合成法和液相无焰燃烧法等进行介绍。分析尖晶石LiMn₂O₄的容量衰减机理,指出在循环过程中,发生的Jahn-Teller效应、锰溶解歧化反应、氧缺陷和有机电解液分解等现象是制约商品化应用的瓶颈。对尖晶石LiMn₂O₄的改性策略进行总结归纳,元素掺杂、表面包覆、显微结构控制和合成工艺的优化,可提高整体循环性能。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4改性研究进展

尖晶石型LiMn2O4以其高能量密度、价格低廉、无环境污染等特点而被视为最具发展潜力的锂离子电池的正极材料之一,但循环过程容量的衰减制约了它商品化。体相掺杂和表面修饰是抑制尖晶石型LiMn2O4容量衰减的有效方法。详细阐述了近年来关于LiMn2O4在掺杂和表面修饰方面的最新研究进展。     

电解液中添加LiBOB改善LiMn2O4的高温性能

由恒流充放电和电化学阻抗等研究发现,向电解液中添加双草酸硼酸锂(LiBOB)能改善锰酸锂(LiMn2O4)的高温性能。以0.5C在3.0～4.2 V充放电,在45℃循环300次,容量保持率从82.6%提高到90.5%,循环400次,从73.0%提高到88.6%;在60℃循环300次,从76.5%提高到87.0%。固体电解质相界面(SEI)膜的初始形成电位降至2.0 V。     

锂离子电池正极材料的研究进展

综述了国内外锂离子电池正极材料的研究现状。对LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4和Li1 xV3O8类正极材料的结构、化学性能及制备方法进行了阐述。     

尖晶石LiMn2O4高温循环性能的改善

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,从掺杂Al3+稳定晶体结构和包覆抑制锰的溶解两方面来改善尖晶石LiMn2O4的高温电化学性能。实验表明,改善后的正极材料在高温50℃且0.5 C(C=120 mAh/g)下的首次放电比容量为93.3 mAh/g,循环50次后的放电比容量为82.8 mAh/g,比空白样品提高34.1 mAh/g,容量保持率达到88.7%,比空白样品提高39.8%。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

从材料的合成方法、高温贮存和循环性能衰退机制和高温循环性能的改善等几个方面对近年来国内外有关尖晶石型LiMn2 O4材料的研究作了综述。烧结温度、冷却速度和合成气氛对高温固相反应产物的性能影响很大 ;低温合成方法具有很多优点。LiMn2 O4材料中锰元素的溶解流失及其引起的结构变化和高电压下电解液的分解是容量衰减的主要原因。对LiMn2 O4材料的内部结构和表面进行修饰可以改善其循环性能。     

燃烧法制备锂离子电池LiMn2O4正极材料

以硝酸锂、硝酸锰和尿素为原料,采用燃烧法制备尖晶石型LiMn2O4锂离子电池电极材料,并考察了锂和锰的比例、尿素用量、预置炉温、焙烧温度及焙烧时间等工艺条件对合成产物的组成结构及电化学性能的影响。最佳工艺条件下制备的产物具有纯净的尖晶石结构,均一的颗粒度及优良的电化学性能。     

LiMn2O4在锂离子蓄电池中的电化学性能

论述了LiMn2O4材料的合成工艺对电化学性能的影响,最佳合成条件下的初放电容量可达到120mAh/g。将尖晶石型LiMn2O4材料作为正极活性材料制成18650型锂离子蓄电池,电化学测试表明电池的初放容量达到1.2Ah。对正极组分(活性物质,导电剂,粘结剂)的不同配比及电极制备工艺进行优化设计,电池在常温下以0.5A电流充放电可达500次循环,荷电态月平均自放率为9.2%。     

助熔剂法低温制备高压实密度LiMn2O4

将16~18μm和3~5μm两种粒度分布的二氧化锰(MnO2)前驱体按5∶1搭配,加入0.3%的复合助熔剂B2O3-Nb2O5,在低温770℃下制备锰酸锂(LiMn2O4)正极材料。对材料进行XRD、SEM、比表面积、压实密度及电化学性能分析。材料的压实密度为3.12 g/cm^3,以1 C在3.0~4.3 V充放电,首次放电比容量为123.4 m Ah/g;循环100次的容量保持率为96.5%。     

AA 型 TAG-LiMn_2O_4 锂离子蓄电池

用Ｌｉ２ＣＯ３和ＥＭＤ高温合成得到的尖晶石（ＬｉＭｎ２Ｏ４）作阴极活性材料,与Ｌｉ配对做成试验电池,充电容量达１３０ｍＡｈ／ｇ,放电容量为１１０ｍＡｈ／ｇ,显示ＬｉＭｎ２Ｏ４有较好的充放电性能。对热解苯碳（ＰｙＣ）、处理的人造石墨（ＴＡＧ）、天然石墨（ＮＧ）和玻璃碳（ＧＣ）进行研究,发现ＴＡＧ有较好的充放电性能。用ＬｉＭｎ２Ｏ４做阴极活性材料,ＴＡＧ做阳极活性材料,组装成ＡＡ型锂离子蓄电池,初始放电容量为５４０ｍＡｈ,以０．２Ｃ（１００ｍＡ）恒流放电,６０ｍＡ恒流充电,电池循环寿命已达２００次。     

碳包覆尖晶石LiMn2O4的制备及电性能

以碳凝胶为添加剂,采用熔融浸渍法合成碳包覆的尖晶石型LiMn2O4。通过X射线衍射和扫描电镜对材料的晶体结构和表观形貌进行了分析,结果显示所制备的材料是纯尖晶石结构,碳包覆的LiMn2O4颗粒无团聚现象。室温下,对碳包覆的LiMn2O4进行电化学测试,结果表明:以0.5C、1C、2C倍率进行充放电测试的首次放电比容量分别为119.5、114.7、108.0mAh/g;此外,碳的包覆增强了颗粒间的导电性,减少了LiMn2O4与电解液的接触面积,抑制了Mn的溶解,提高了电池的循环稳定性。交流阻抗测试表明,碳包覆可以降低电极反应过程中的电荷转移电阻。     

亚微米级正极材料LiMn2O4的合成

采用合适的初始原料 ,利用微波加热技术合成锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2 O4。XRD及SEM测试结果表明 ,微波法不仅具有合成速度快 ,有效节约能源 ,而且颗粒度达到亚微米级并分散均匀。无需对材料进行任何机械研磨 ,有效克服了传统合成工艺颗粒度大、电化学活性点较少的缺点。电化学性能测试表明 ,微波法合成的样品同时具有电化学容量高 ,放电平台高 (约 3 9V)等优点 ,具有较好的推广应用前景     

Pechini预燃烧法合成锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4

采用Pechini法合成锂离子蓄电池正极材料LiMn2 O4,将生成的聚合物前驱体在开放的空气中点燃 ,燃烧后的粉料在 60 0～ 90 0℃中焙烧 6h得到最终产物。研究了nLi/nMn摩尔比例 (R)以及合成温度对合成产物组成结构和电化学性能的影响。结果表明在 80 0℃焙烧 6h所得试样的初始容量和循环性能最好 ;当R =1.0 0 /2时 ,试样初始容量最高 (充电容量 13 8mAh/g ,放电容量 12 6mAh/g) ;R =1.10 /2时 ,试样的循环性能最好 (2 0次保持 94.7% )。     

氟化尖晶石锰酸锂LiMn2O4-zFz锂电池正极材料研究

研究了电动工具、电池车等对安全性和成本要求较高的应用领域所需要的改性尖晶石型LiMn2O4电池正极材料。首先研究了LiMn2O4与LiF混合物的热处理反应过程,采用LiF对预先合成的LiMn2O4进行后处理,并研究了处理温度对材料的比表面积和高温循环性能的影响。结果表明,LiF/LiMn2O4混合体系在500℃以上开始反应,所形成材料的特性发生了明显的变化;热处理温度越高,形成的材料比表面积大幅度减小,由处理前的2.0m2/g减小为1.1m2/g;600℃条件下处理材料的首次比容量为118.1mAh/g,但是循环30次的容量保持率仍然可以达到89%。