Pb掺杂对尖晶石型锰酸锂结构和性能的影响

以电解二氧化锰为锰源,碳酸锂为锂源,硝酸铅为铅源,采用高温固相法在800℃下焙烧24 h合成尖晶石型Li1.05 Mn1.95-xPbxO4.系统地研究了掺杂不同量的元素铅对尖晶石锰酸锂结构、形貌以及电化学性能等的影响,结果表明:当Li1.05Mn1.95-xPbxO4中掺杂量x＞0.02时,材料的XRD图中出现杂质峰,随着x的增大,锰酸锂的颗粒有团聚趋势;当x=0.02时锰酸锂的循环性能得到一定的改善,锂离子扩散阻抗有所减小,之后随着x增大,Li1.05Mn1.95-xPbxO4的循环性能下降,材料的电化学性能变差.     

不同锂源对尖晶石锰酸锂性能的影响

采用溶胶凝胶法,以氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂为锂源制备锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4,分别用XRD和SEM对产物的结构和微观形貌进行表征,并对其电化学性能进行了测试。结果表明,用硝酸锂制备的LiMn2O4有较好的的微观形貌及较高的初始比容量,用氢氧化锂制备的LiMn2O4有较好的循环性能。     

尖晶石锰酸锂粒度和离子改性对其循环性能的影响

以电解二氧化锰(EMD)和碳酸锂为原料采用固相法合成了尖晶石结构锰酸锂, 锰酸锂和原材料电解二氧化锰的颗粒粒度和形貌具有相似性.在试验范围内, 降低锰酸锂中超细颗粒, 其循环稳定性得到了明显的改善; 过量的锂对锰酸锂改性, 随着锂加入量的增大, 50℃下改性锰酸锂材料循环稳定性呈逐渐上升趋势, 同时比容量有所下降.通过粒度调整、离子改性, 合成了比容量为92.2 mAh·g-1的改性锰酸锂材料, 50 ℃下循环170次容量保持88%, 显示出较好的循环稳定性.     

钒元素微量掺杂尖晶石锰酸锂的合成与表征

采用单一温区一次烧结合成工艺,在工业窑炉中成功合成了尖晶石锰酸锂。用XRD和SEM、激光粒度仪和比表面测定仪对合成的正极材料的物理性能进行了表征,采用软包装全电池对合成的正极材料的电化学性能进行了测试。结果表明:所合成的正极材料为不含杂相的立方尖晶石结构,比表面积0.2～0.8 m2/g,晶格常数a=0.823～0.824 nm;形貌为由直径大于1.0μm的近八面体形一次颗粒团聚形成的二次颗粒;应用所合成材料作为正极活性材料制作全电池,正极片压实密度达到2.8 g/cm3以上,首次放电容量在108 mA.h/g以上。     

锂改性尖晶石锰酸锂的循环伏安特性及其电化学性能研究

用LiMn2O4和碳酸锂制备了锂改性的锰酸锂产物，循环性能和比容量测试结果表明随着碳酸锂加入量的增加，循环稳定性逐渐增强，而比容量有逐渐下降的趋势。循环伏安测试结果表明，LiMn2O4及其改性产物具有两对氧化还原峰。随着碳酸锂加入量的增加，两对氧化峰和还原峰峰电位差呈逐渐下降趋势，说明了锂脱嵌的可逆性越来越好；氧化（或还原）峰之间的分形变得不明显，峰形逐渐宽化，说明锂离子两步脱嵌过程变得越来越不明显。研究表明锂离子脱出和嵌入的总量随着碳酸锂量的增加而减少。XRD结果显示，随着碳酸锂加入量的增大，晶格常数逐渐降低，晶格逐渐收缩，结构稳定性增强。     

镍锰酸锂正极包覆材料研究进展

近年来,锂离子电池(LIB)成为了便携式电子产品和电动汽车(EV)中不可或缺的一部分。LiNi_0.5Mn_1.5O₄(镍锰酸锂简称LNMO)作为正极材料,由于其能量密度可观(650 W·h·kg^-1)、工作电压高(4.7 V)、原材料成本低和安全性能好受到广泛关注。然而,LNMO正极目前存在高温下循环性能差和容量下降的问题。表面包覆技术被认为是一种前景极佳的解决方案。本文从包覆材料以及包覆方法上总结了目前LNMO正极包覆领域的研究进展。     

尖晶石锰酸锂的第一性原理计算

应用基于全势缀加平面波方法（Full LineAugmented Plane Wave，FLAPW）的第一性原理计算软件Wien2K，对尖晶石LiMn2O4和其理想脱锂终点Mn204化合物进行了研究。优化得到了二者及体心立方相Li的晶体结构，脱锂前后晶格参数以及O原予占位的变化规律和实验结果相一致；采用Rietveld方法计算了脱锂前后LixMn2O4的理论X射线衍射图谱，二者之间的变化规律，和采用同步X射线衍射对竞放电过程的尖晶石LiMn2O4结构进行分析得到结果相一致；理论预测了LiMn2O4的平均放电电压为4．05V，和实验结果相吻合。     

锂离子电池正极材料锰酸锂的钻酸锂包覆研究

介绍了一种用溶胶-凝胶法制备包覆LiCoO2的LiMn2O4的方法.以乙二醇为螯合剂,将商业化的LiMn2O4加入到醋酸钴和醋酸锂的混合溶液中,调节pH值,在水浴中搅拌后离心分离,并在高温条件下煅烧即得到产品.利用X-射线衍射、差热-热重分析、透射电子显微镜以及充放电性能测试等分析方法来考察包覆LiCoO2的质量、煅烧温度和煅烧时间对晶体结构和电化学性能的影响.通过电化学性能测试表明,在最佳工艺条件下制备的LiCoO2包覆LiMn2O4材料的电化学比容量(115 mAh/g)明显高于未包覆的LiMn2O4材料(110 mAh/g),充放电循环次数明显高于其它合成条件下的样品,在20℃下的循环电化学比容量持有率大于85%.     

尖晶石型锰酸锂性能改善方法

尖晶石型锰酸锂是非常有发展前景的锂电正极材料,叙述了改善尖晶石型锰酸锂电化学性能及加工性能的方法,包括优化其粒度分布、降低杂质含量、控制一次晶粒及整体颗粒形貌、元素掺杂、表面改性以及制备方法优化等。     

富锂量对掺铝型锰酸锂性能的影响

研究了不同富锂量对锰酸锂性能的影响.对合成的材料进行了XRD、SEM、全电池充放电测试.结果表明,在热处理温度为920℃时,合成材料均为尖晶石相,随着富锂量的增加,颗粒的一次粒子粗化明显,比容量减小,倍率性能和循环性能提高;当富锂量为0.20 mol时,样品综合电化学性能最佳,1C放电比容量为90.4 mA·h/g,25℃和55℃下的1C充放50次,循环保持率分别为97.9％和94.1％.     

无定形Li-Mn-Al-Co-O前驱体制备改性尖晶石锰酸锂

采用水热法合成了无定形Li-Mn-Al-Co-O前驱体,经过后续热处理制备了Al-Co复合掺杂LiMn_2O_4正极材料Li_(1.035)Co_(0.02)Al_(0.025)Mn_(1.92)0O_4,并对其物理及电化学性能进行了测试。SEM、XRD结果表明:Al-Co的掺入对尖晶石锰酸锂的形貌和晶体结构会有微弱影响。电化学测试结果表明:Al-Co掺杂后,材料的循环性能和倍率性能都获得了显著的改善,其在0.5 C下的首次放电容量为113.9 m A.h/g,经过100次循环后比容量保持率仍然有92.4%,8 C下容量依然高达85.5 m A·h/g。     

异丙醇铝包覆镍钴锰酸锂三元材料实验研究

通过实验探究异丙醇铝包覆镍钴锰酸锂三元材料对镍钴锰酸锂三元材料微观组织与性能的影响。并且通过TD、压实密度、粒度分布、可溶锂含量测试、电学性能测试等分析手段对合成的523镍钴锰酸锂的各种性能进行分析研究,通过对实验数据进行对比和分析可以得出:在实验中添加异丙醇铝(C_9H_(21)Al O_3)的包覆量为0.5%、烧结温度700℃、且时间为8 h的条件下,材料性能得到了进一步的提升。包覆过后的三元材料相关性能指标为:平均粒度为13.5μm、1.0 C容量达到156.2 m A·h/g,充放电50次后电池的容量保持率为99.03%。     

铝、钴元素共掺杂对尖晶石型锰酸锂高温循环性能的研究

采用高温固相法在相同的条件下制备了LiMn2O4及不同Al、Co量掺杂的LiAlxCoyMn2-x-yO4(x=0.06,y=0.01)锰酸锂正极材料.使用XRD、SEM对材料的结构与微观形貌进行表征,通过恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)研究了两种材料的电化学性能差异.XRD和SEM表征结果表明:...     

锂离子电池正极材料锰酸锂的钴酸锂包覆研究

介绍了一种用溶胶-凝胶法制备包覆LiCoO2的LiMn2O4的方法。以乙二醇为螯合剂,将商业化的LiMn2O4加入到醋酸钴和醋酸锂的混合溶液中,调节pH值,在水浴中搅拌后离心分离,并在高温条件下煅烧即得到产品。利用X-射线衍射、差热—热重分析、透射电子显微镜以及充放电性能测试等分析方法来考察包覆LiCoO2的质量、煅烧温度和煅烧时间对晶体结构和电化学性能的影响。通过电化学性能测试表明,在最佳工艺条件下制备的LiCoO2包覆LiMn2O4材料的电化学比容量(115mAh/g)明显高于未包覆的LiMn2O4材料(110mAh/g),充放电循环次数明显高于其它合成条件下的样品,在20℃下的循环电化学比容量持有率大于85%。     

由无定形Li-Mn-Co-Ti-O前驱体制备改性尖晶石锰酸锂

对水热法合成的无定形Li-Mn-Me-O前驱体(Me=0、Co或Co-Ti)进行热处理,制备了Co掺杂及Co-Ti复合掺杂的尖晶石型LiMn_2O_4正极材料。通过XRD、SEM对Co-Ti复合掺杂的LiMn_2O_4的结构和微观形貌进行分析与表征,并测试了其电化学性能。研究结果表明:所制备的粉体材料具有良好的立方尖晶石结构,无杂相峰存在;Co-Ti复合掺杂使LiMn_2O_4颗粒变小;其在3.0~4.3 V电压范围内,0.5C倍率条件下,首次放电比容量为116.5 m Ah/g,循环100圈后容量保持率为93.5%;与不掺杂样品相比,其初始容量提高,100次循环的容量保持率提高,且高倍率循环性能也明显得到改善。     

原材料预处理对锰酸锂性能的改性研究

以经过某种特殊方式预处理后的电解二氧化锰为原料,采用机械活化—高温固相法得到掺杂尖晶石锰酸锂,经过化学分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、粒度分析、比表面积分析、电化学性能测试对锰酸锂进行表征。结果表明:经过原料预处理后,锰酸锂产品的杂质含量降低,粒度分布更加集中,颗粒大小均匀。电化学性能测定,经过原料预处理后锰酸锂0.5C容量达到113.7 mAh/g,1C循环53次后容量保持96.72%,较未经过原料预处理的锰酸锂性能有明显改善。     

锂离子电池水性锰酸锂倍率性能的影响因素研究

锂离子电池是目前新能源行业研究的热点,正极材料是其重要组分之一。锰酸锂正极材料具有倍率性能优异、安全性能好、价格低廉等优势,具有重大的实际应用价值。正极片制备过程中,水系制浆比油系制浆具有节约能源、成本低、安全无污染等优点。采用水性制浆体系,通过改变试验条件,初步研究发现锰酸锂的一次粒子粒径、二次造粒、黏结剂种类、黏结剂用量、导电剂用量、极片涂布面密度以及混合三元正极材料等因素对于锰酸锂扣式半电池性能具有重大的影响。     

前躯体预掺杂合成锰酸锂正极材料的研究

采用电解金属锰悬浮液法制备铝掺杂四氧化三锰,并利用上述前躯体合成铝掺杂锰酸锂正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子光谱发射仪(ICP)等手段对样品相组成、微观形貌以及理化指标进行表征,并考察了铝掺杂对合成锰酸锂材料电化学性能的影响。结果表明:对四氧化三锰进行铝掺杂能有效提高最终合成产物的电化学性能,在对四氧化三锰原料进行1%铝含量的掺杂后,以此为原料合成的锰酸锂正极材料0.2 C放电容量达到124.34 m A·h/g,高温55℃下循环100次,容量保持率为90.74%。     

层状锰酸锂材料制备及性能研究

目前国内外锂离子电池正极材料规模化的有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂,锰系材料资源丰富、价格低廉、对环境无污染,锰酸锂具有尖晶石和层状两种结构,而层状LiMnO2具有无毒、安全、理论容量高等优点,已成为目前研究的热点。以专用的MnO2与电池级Li2CO3为原料,采用高温固相法,对材料进行合成,得到了合成层状锰酸锂的最佳条件为:原料中锂锰摩尔比为1.03∶1,氩气保护气氛下,合成温度为800℃,合成反应的恒温时间为10 h。材料在0.1C的初始充电比容量为235.6 m Ah/g,放电比容量可达148.4 m Ah/g,0.1C下放电时,材料循环20次时,材料的放电比容量约为160 m Ah/g;当材料在0.2C放电时,放电比容量120 m Ah/g以上。但纯相的LiMnO2材料高倍率充放电性能较差,目前距离商业化还有一定的距离。     

高锰酸钾返滴定法和硫酸亚铁铵滴定法联合测定尖晶石型锰酸锂中锰平均价态

采取一次称样,先用高锰酸钾-草酸钠返滴定法测定了尖晶石型锰酸锂样品中高价锰的还原电子的物质的量,而后在磷酸介质中,用高氯酸-硫酸亚铁铵滴定法测定了溶液中的总锰量,减去加入高锰酸钾中的锰量即为样品中的锰量,结合还原电子的物质的量计算得到了尖晶石型锰酸锂中锰的平均价态。对测定锰平均价态的条件,如水浴温度,草酸钠、磷酸和高氯酸的用量进行了详细研究,并确定了最佳实验条件。将该方法应用于掺杂尖晶石型锰酸锂中锰平均价态的测定,所得结果在3.57～3.69之间,与掺杂锰酸锂中锰化合价高于3.5结果一致,相对标准偏差（RSD,n=6）在0.26%～0.30%之间。