反尖晶石离子掺杂对LiMn2O4结构性能的影响

阐述了锂离子电池锰酸锂正极材料掺杂的重要性,研究了反尖晶石离子掺杂(Fe3 、Ga3 、Al3 )对锰酸锂正极材料结构和电化学性能的影响,并提出了影响锂离子电池充放电循环性能的机理。展望了反尖晶石离子掺杂在锂离子电池锰酸锂正极材料中的发展前景。     

Ti掺杂对Li_(1.167)Ni_(0.4)Mn_(0.383)Co_(0.05)O_2的影响

用氢氧化物共沉淀法结合固相反应合成锂离子电池正极材料Li_(1.167)Ni_(0.4-x)Mn_(0.383)Co_(0.05)Ti_xO_2(x=0、0.02、0.04、0.06和0.08)。通过XRD、SEM、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和电化学性能测试,考察Ti掺杂量x对产物晶体结构和电化学性能的影响。Ti掺杂可提高材料的循环性能,Li_(1.167)Ni_(0.36)Mn_(0.383)Co_(0.05)Ti_(0.04)O_2材料具有最优的电化学性能,以0.1 C在2.0~4.8 V循环,首次放电比容量为186.6 m Ah/g,循环10次的容量保持率为99.4%。     

富锂正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2掺杂稀土La及其电化学性能

以LiNO_3、Ni(NO_3)_2·6 H_2O、Co(CH_3COO)_2·4 H_2O和Mn(CH_3COO)_2·4 H_2O为原料,用燃烧法制备了富锂层状锂离子电池正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2和不同La掺杂量的正极材料Li[Li_(0.2)Mn_(0.54-x)Ni_(0.13)Co_(0.13)La_x]O_2(x=0,0.01,0.03,0.05)。对制备的样品进行了XRD、S EM、EDS、电池充放电循环、EIS等表征和测试,进一步分析了掺La量对该富锂正极材料结构、形貌及电化学性能的影响。实验结果表明,掺杂前后的四种材料都具有典型的层状α-Na FeO_2结构,说明掺杂后并未改变材料的层状结构;在2.0~4.7 V充放电,当电流为0.1 C(1 C=200 mA/g)时,制备的正极材料Li-[Li_(0.2)Mn_(0.54-x)Ni_(0.13)Co_(0.13)La_x]O_2(x=0.03)具有最高的首次充放电比容量,分别为250.51和179.45 mAh/g,其首次库仑效率从Li[Li_(0.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)]O_2的63.5%提高到71.6%,以0.5 C循环50次,放电比容量保持在136.05 mAh/g。     

富锂材料Li_(1.2)(Ni_(0.4)Mn_(0.4))_x(Ni_(0.2)Mn_(0.6))_(1-x)O_2(0≤x≤1)的制备及性能研究

锂离子电池富锂层状正极材料因具有超高的比容量,引起了极大的关注。依据材料相图进行富锂材料的设计、制备及性能研究。采用醋酸盐燃烧法制备了锂离子电池富锂层状正极材料Li_(1.2)(Ni_(0.4)Mn_(0.4))_x(Ni_(0.2)Mn_(0.6))_(1-x)O_2(0≤x≤1),应用原子吸收光谱(AAS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对材料进行了成分分析,采用X射线多晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构和形貌分析,并对材料的电化学性能进行了测试分析。研究表明所制备的五种富锂正极材料均为层状α-Na Fe O2结构,随着x数值的逐渐减小,富锂材料Li_(1.2)(Ni_(0.4)Mn_(0.4))_x(Ni_(0.2)Mn_(0.6))_(1-x)O_2(0≤x≤1)的首次放电比容量逐渐增大,循环性能逐渐提高。     

锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的改性研究

采用高温固相合成法制备锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13-x/3)Co_(0.13-x/3)Mn_(0.54-x/3)Cr_xO_2(x=0,0.01,0.02,0.03),其中合成的锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13-x/3)Co_(0.13-x/3)Mn_(0.54-x/3)Cr_xO_2(x=0.02)的粒径分布均匀、结晶程度极高和结构稳定性很好,在不同倍率0.1C、0.2 C、0.5 C、1 C和2 C下的放电比容量分别达到332.11、308.36、271.06、191.56、113.92 m Ah/g,并在0.1 C下循环50次后的放电比容量维持率为97%,所以少量Cr3+的掺杂对正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的充放电比容量、倍率特性和循环稳定性等电化学性能更好。     

新能源汽车锂电池富锂锰基正极材料掺杂改性

采用共沉淀法制备了Se掺杂的Li_(1.2)[Mn_(0.7)Ni_(0.2)Co_(0.1)]_(0.8-x)Se_xO_2正极材料,研究了Se含量对锂电池正极材料显微组织和电化学性能的影响,并分析了Se的作用机理。结果表明,Li_(1.2)[Mn_(0.7)Ni_(0.2)Co_(0.1)]_(0.8-x)Se_xO_2正极材料具有良好的层状结构,Se掺杂有助于增强超晶格结构的稳定性并抑制层状相向尖晶石相的转变,但当Se掺杂量达到0.21时,正极材料中还出现了Li2S e O4杂相峰;Se掺杂正极材料的库仑效率都高于未掺杂的LMNC试样,且随着Se掺杂量增加正极材料的库仑效率和放电比容量呈先增加而后减小特征,LMNC-Se0.14正极材料具有最大的库仑效率、最大的放电比容量以及优良的倍率性能。LMNC和LMNC-Se0.14正极材料在0.1 C下进行100次循环后的容量保持率分别为81%和94%,表明掺杂Se的LMNC-Se0.14试样具有更好的循环性能。     

Mg~(2+)掺杂对富锂锰基正极材料性能影响

富锂锰基正极材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]O_2通过采用高温固相合成法制备,通过X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分析、充放电测试、循环伏安和交流阻抗分析该合成材料的晶体结构、形貌特征、粒径大小和电化学性能。经过Mg~(2+)掺杂改性后的富锂锰基正极材料晶体结构更稳定、颗粒表面更光滑和电化学性能更好,其中Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]_(1-x)Mg_xO_2(x=0.07)的结晶程度较高,充放电比容量更高,循环稳定性更好。随着Mg~(2+)掺杂量的增加,Rs电阻值逐渐减小,说明掺杂Mg~(2+)后材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]O_2表现出降低其交流阻抗的能力,促进电路中电荷的移动使得充放电比容量增大,导电性能更强。     

镍锰酸锂高电压电解液及界面电化学研究进展

尖晶石型镍锰酸锂LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4(LNMO)因其高比能量密度、高电压的优势而成为动力系统动力源的研发热点。通过对比不同高压电解液添加剂,介绍了LNMO电极表面电化学反应机理以及对其界面反应的影响,利用不同分析仪器对LNMO表面电化学行为进行分析。分析了LNMO目前在研究中面临的问题,展望了LNMO正极材料电化学研究未来的发展方向。     

不同正极活性物质的钛酸锂负极锂离子电池

采用4种正极活性物质,设计32650型4.0 Ah钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))负极锂离子电池,评估充放电倍率性能、放电温升、低温放电性能、循环性能和安全性能。尖晶石镍锰酸锂(Li Ni0.5Mn1.5O4)正极电池的电压平台高(3.15 V),-20℃下的1 C放电(3.3~2.0 V)容量是常温时的83.16%,比能量为74.57 Wh/kg;磷酸铁锂(LiFePO_4)正极电池的电压平稳(1.70 V),适用于对电压要求严格的领域。三元材料正极电池中,镍钴锰酸锂(LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)正极电池的各项性能较优,3 C循环3 486次的容量保持率为102.58%,可用于快充领域;镍钴铝酸锂(LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2)正极电池更适合于储能领域。     

液相无焰燃烧合成LiNi_xMn_(2-x)O_4(x≤0.10)及电化学性能研究

采用液相无焰燃烧法一步合成了一系列LiNi_xMn_(2-x)O_4(0≤x≤0.10)正极材料。通过XRD、SEM和电化学测试分析了所合成样品的结构、微观形貌和电化学性能。结果表明,所有合成的LiNi_xMn_(2-x)O_4正极材料都是尖晶石型LiMn_2O_4结构。LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4在1C、循环500次后的放电比容量最高为79.3mAh·g~(-1)。CV测试显示,LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4在循环500次后的氧化还原电位差最小,仅为0.18V,这说明其电化学极化较弱且有良好的电化学可逆性。EIS测试表明,在所有的样品中,LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4样品的活化能(Ea)最小为23.81KJ·mol~(-1)。故掺杂适量的Ni离子能够有效改善锂离子电池正极材料的循环可逆性和电化学性能。     

溶胶-凝胶法制备Li1.05CrxMn1.95-xO4及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料Li1.05CrxMn1.95-xO4(x=0,0.05,0.10),焙烧温度为650、700、750℃,用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)对产物的结构和形貌作了表征,并对材料的电化学性能进行考察,在室温下恒流充放电38次.结果表明:该方法制备的正极材料为单一...     

尖晶石LiMn2O4的合成及微量Fe的掺杂改性

以不同材料作为锰源,采用溶胶-凝胶法(sol-gel)合成了尖晶石LiMn2O4。电化学测试结果表明,采用硝酸锰作为锰源合成的尖晶石LiMn2O4具有相对较佳的电化学性能。进而采用碳酸锂、硝酸锰作为锂源和锰源合成了化学式为LiFexMn2-xO4的尖晶石锂锰氧化物材料(x=0.05、0.1、0.2、0.3、0.4),发现当x=0.1时,掺铁尖晶石LiMn2O4的初始放电容量达119 mAh/g,循环95次后容量保持率为86%,这一结果接近商品化尖晶石LiMn2O4。     

LiCoxAl0.05Mn1.95-xO3.95F0.05的合成与电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4和多元复合掺杂的LiCoxAl0.05Mn1.95-xO3.95F0.05(x=0,0.01)正极材料.通过X射线衍射(XRD)对材料的晶体结构进行了分析,通过恒电流充放电和循环伏安对材料的电化学性能进行了测试.实验结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石结构,其中LiCo0...     

锂离子电池锰系正极材料的研究进展

综述了锂离子电池中锰系正极材料的研究和发展。对尖晶石型LixMn2 O4、正交晶系LiMnO2 、复合多维含锂二氧化锰 (CDMO)等电极材料的合成制备方法、晶体结构、充放电容量、电化学特性等进行了较为详细的论述。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4掺钒的研究

采用低温液相碳酸盐法合成了掺杂钒的Li-Mn-O正极材料.X射线衍射分析表明当掺钒量小于20%,合成的电极材料Li-V-Mn-O仍能保持LiMn2O4的尖晶石结构,当掺钒量超过20%则合成产物中不含尖晶石结构的LiMn2O4.循环伏安和恒电流充放电实验证实掺杂钒可改善Li-Mn-O正极材料电化学反应的可逆性,并提高其比容量;掺钒量大于10%时,合成产物中出现杂质相导致电极材料电化学性能下降.     

锂离子电池用LixMn2O4的高温性能研究

采用固相反应法以工业级原料合成了不同Li/Mn比的 3种锂锰尖晶石氧化物 ,并以循环伏安实验及 5 5℃下的恒流充放电实验考察了Li/Mn比对材料结构和性能的影响。高Li/Mn比的样品具有较好的高温循环性能 ,原因是①Mn3 +的含量降低 ,锰溶解及Jahn -Teller效应受到抑制 ,②充放电过程中结构变化平缓 ,保持了材料结构的稳定性 ;③可逆工作的Li+减少使得充放电过程中晶格体积变化减小 ,同时也提高了材料的抗过充电能力     

锂离子蓄电池锂锰氧化物正极活性材料

综述了锂离子蓄电池正极活性材料锂锰氧化物目前的研究进展。介绍了国内外有关尖晶石LiMn2O4、无定形二氧化锰、层状m-LiMnO2和盐岩o-LiMnO2的研究工作。掺杂和表面处理是提高尖晶石LiMn2O4电化学性能的主要手段。无定形二氧化锰、层状m-LiMnO2和岩盐o-LiMnO2具有比尖晶石LiMn2O4更高的比容量,但有放电电压低和循环性能差的缺点。掺杂、表面处理和合成短程有序、长程无序的岩盐o-LiMnO2将成为今后锂锰氧化物材料的研究发展方向。     

锂离子蓄电池正极材料锂钒氧化物研究进展

近年来 ,锂离子蓄电池因其优异的特性而受到化学电源界的极大重视。有关锂离子蓄电池正极材料的研究大部分集中在过渡金属嵌锂氧化合物上。本文对正极材料应具备的结构、性质及目前研究较多的层状化合物LiCoO2 、LiNiO2和尖晶石型化合物LiMn2 O4 类正极材料作了简单叙述 ,重点对嵌锂氧化钒系列化合物LixVO2 、LixV2 O4 、Li1 xV3 O8和LiNiVO4 等正极材料的制备方法、结构及电化学性能之间的关系及近期研究现状进行了阐述。随着新技术、新方法的出现 ,大容量的层状化合物Li1 xV3 O8及高电压反尖晶石型LiNiVO4 有望成为新一代性能优良的锂离子蓄电池正极材料     

LixMn2O4的组成对结构和性能的影响

采用固相反应法合成了不同组成的锂离子蓄电池正极材料LixMn2 O4,并考察了材料组成对其结构和性能的影响。结果表明 ,随着nLi/nMn比值的提高 ,材料的晶格常数逐渐减小 ,电化学比容量随之降低 ,循环性能明显趋好 ;配比为x =1.0 5的材料倍率特性最好 ,其比容量和平均放电电位随放电倍率提高而降低幅度最小 ;x >1.0 5时的材料即使在 1C下也具有良好的循环性能