电解二氧化锰预处理对制备锰酸锂性能的影响

分别采用酸洗、预烧、浸渍掺铬的方式对电解二氧化锰(EMD)进行预处理,研究EMD预处理对制备锰酸锂性能的影响.采用XRD、ICP等手段对预处理的EMD及制备的锰酸锂进行表征,并通过Li/LiMn2O4电池的充放电测试对其电化学性能进行评估.结果表明,酸洗后EMD中的钠、硫等无机杂质含量显著降低;预烧能够有效去除EMD吸附的水分和有机杂质,扩大孔径,增多反应活性位点;对EMD进行浸渍掺铬的预处理,能够得到更加均质的掺铬锰酸锂材料LiCr0.05M1.95O4,并表现出较好的结构稳定性及容量保持率.     

电解二氧化锰预处理对制备锰酸锂性能的影响(英文)

分别采用酸洗、预烧、浸渍掺铬的方式对电解二氧化锰(EMD)进行预处理,研究EMD预处理对制备锰酸锂性能的影响。采用XRD、ICP等手段对预处理的EMD及制备的锰酸锂进行表征,并通过Li/LiMn2O4电池的充放电测试对其电化学性能进行评估。结果表明,酸洗后EMD中的钠、硫等无机杂质含量显著降低;预烧能够有效去除EMD吸附的水分和有机杂质,扩大孔径,增多反应活性位点;对EMD进行浸渍掺铬的预处理,能够得到更加均质的掺铬锰酸锂材料LiCr0.05Mn1.95O4,并表现出较好的结构稳定性及容量保持率。     

复合锰源前驱体制备的尖晶石锰酸锂的结构与性能

以复合锰氧化物为锰源前驱体,采用多段高温热处理工艺合成了尖晶石锰酸锂(LiMn2O4),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试等研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:随着类球形Mn3O4组分在复合锰源前驱体中的占比提高,合成的尖晶石锰酸锂的晶格常数增大,晶胞体积变大...     

双碳源制备磷酸钒锂及其电化学性能研究

以葡萄糖为主碳源,抗坏血酸(AA)为辅助碳源,采用固相法合成了倍率性能优良的碳包覆磷酸钒锂(LVP/C-AA)复合正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试表征了材料的物相、形貌、结构和电化学性能。结果表明,添加少量的抗坏血酸为辅助碳源,对Li3V2(PO4)3晶体结构没有明显的影响,但能明显提高Li3V2(PO4)的高倍率性能。LVP/C-AA在5 C时的首次放电比容量可达162.4 mAh g-1,100次循环后容量保持率高达80.4%。     

锂离子电池正极材料锰酸锂派生物LiMn1.75Me0.25O4(Me=Ti, Fe, Ni)的制备与表征

在合成纯相尖晶石型锰酸锂的基础上 ,采用固相分段法制备了锰酸锂派生物LiMn1.75Ti0 .2 5O4 ,LiMn1.75Fe0 .2 5O4 和LiMn1.75Ni0 .2 5O4 。用XRD ,SEM和粒度测试仪分别对试样进行了表征。电化学检测表明 ,Fe和Ni元素能够提高锰酸锂的放电平台电压 ,Ti元素不能改善锰酸锂的电化学性能。从结构化学角度初步探讨了Fe ,Ni和Ti元素对纯相尖晶石型锰酸锂结构的影响。     

基于控制结晶法制备的锂离子电池正极材料球形锰酸锂

采用控制结晶法,以MnSO4,NH4HCO3和氨水为原料制备了球形MnCO3.所得产品的振实密度为2.1g/cm3,粉末粒度约为20 μm.研究了MnCO3在不同温度下的热分解性能,对热分解产物的差热/热重分析和X射线衍射分析发现,MnCO3的热分解反应分两步进行,在300℃时开始分解,生成中间产物MnO2;在520℃时,MnO2开始转化为Mn2O3,至560℃时完全转化为立方相的球形Mn2O3.实验所确定的MnCO3完全分解为立方相球形Mn2O3的最佳条件为在560℃下加热4 h.以LiCO3为锂源材料,在750℃下与球形Mn2O3一起焙烧,制备得到球形LiMn2O4.其在25℃和0.4C倍率下的首次充放电容量分别为131和125 mA·h/g,90次循环的容量保持率为84%.     

富锂尖晶石Li1+xMn2-xO4的合成与性能

将MnO2和Li2CO3通过固相反应法合成了化学计量比的LiMn2O4和富锂型Li1 xMn2-xO4(x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.1).研究表明,所合成的样品均具有尖晶石结构,无杂相存在,样品的晶格常数随x值的增大而减小.用SEM分析了样品的表面形貌,发现掺锂可明显改善LiMn2O4一次颗粒表面的结构,抑制表面裂纹的产生.电化学性能测试表明,随着掺锂量的提高,电极的循环性能变好.通过研究发现,Li1.04Mn1.96O4具有较高的初始容量和良好的循环性能,因而,Li1.04Mn1.96O4是一种比较理想的锂离子电池正极材料.     

尖晶石型LiNixMn2-xO4锂离子正极材料的电化学性能

采用Pechini法在800℃空气中焙烧6h制备LiNixMn2-xO4试样(x＝0，0．05，0．1，0.2，0．3，0．4，0．5)。经XRD测试表明除LiNi0.5Mnl．5O4以外，其它的试样均为纯净的尖晶石结构。尖晶石LiNixMn2-xO4试样电极在3．3—4．5V以及4．5—4．8V范围内的电化学性能测试表明：在3．3—4．5V范围内，试样初始充放电容量随Ni元素掺杂比例的增加而降低；在4．5—4．8V范围内，试样初始充放电容量随Ni元素掺杂比例的增加而增大；在3．3—4．8V范围内，试样总的初始容量基本不变；在3．3—4．5V范围内，试样的循环性能随Ni元素掺杂比例的增加而提高。     

锂掺杂对石墨电化学性能的影响

研究了掺杂锂元素对用作锂离子电池负极的石墨材料的结构与性能的影响. XRD及元素分析结果表明 锂以化合物的形式存在于石墨材料中, 由于缺陷结构的增加, 掺杂后石墨材料的BET比表面积略有增大. 电化学测试结果表明 预先掺锂能够有效减少首次充放电过程中的不可逆容量, 使石墨电极的可逆容量增加. 与未掺杂的热处理石墨比较, 可逆嵌锂容量由304.5 mA*h/g增加到312.2 mA*h/g, 首次充放电不可逆容量由66.4 mA*h/g减少到52.9 mA*h/g. 以掺锂改性石墨为负极制作成063448型锂离子电池后, 电池的容量和循环稳定性均得到改善, 以1C倍率充放电时, 放电容量可达845 mA*h, 循环200次后的容量保持率为91.65%.     

LiMn2O4正极材料的合成及电化学性能

根据Li2CO3／MnO2混合粉体的TG-DSC分析结果，采用高温固相反应法，在不同的预保温温度下合成出正极材料LiMn2O4。对其进行XRD，SEM表征和电化学性能测试，确定了在600℃预保温和830℃最终合成的优化工艺。该工艺合成的LiMn2O4粉体具有单一的尖晶石相结构和粒度分布均匀的形貌。组装成电池在常温下循环时，初始放电比容量达122mAh／g，20次循环后容量保持在96％左右。其循环伏安曲线经过20次循环后仍可保持较好的形状。     

超临界水热合成结合固相煅烧制备高性能锂离子电池的锰酸锂正极材料(英文)

采用超临界水热合成与高温固相合成相结合的方法制备亚微米级锂离子电池锰酸锂正极材料,研究超临界水热合成过程中的反应压力、反应温度、反应时间和高温固相合成过程中煅烧温度对合成材料的纯度、形貌及电化学特性的影响。结果表明:相对于传统的高温固相合成方法,在400°C和30 MPa的条件下,经过15 min超临界水热反应获得的LiMn2O4电池材料,在后续800°C煅烧温度下的煅烧时间可缩短到3 h。在该条件下合成的LiMn2O4正极材料具有良好的结晶度、均匀的粒度分布和优异的电化学性能,在0.1C下的首次放电比容量达到120 mA·h/g,且在50C的高倍率下仍然表现出良好的放电性能。     

钴掺杂锰酸锂的合成与性能

通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、粒度分析以及充放电性能测试对固相烧结法制备的LiCoxMn2-xO4(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)结构、形貌进行表征,并对电化学性质进行研究.研究结果表明,LiCoxMn2-xO4(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)均为单一尖晶石结构,无杂相存在;晶格常数随着掺杂量x的增大而线性减小;钴掺杂有助于LiCoxMn2-xO4晶体更规则地生长,使一次颗粒呈现八面体结构;掺钴对LiCoxMn2-xO4的平均粒径无明显影响;纯LiMn2O4在循环过种中容量衰减快,钴掺杂明显地改善了LiMn2O4充放电循环性能,且大电流放电能力提高;随着掺钴量的提高,大电流充放电性能与循环过程中容量的保持率也提高.     

LiFePO_4/PANI复合材料的制备及电化学性能

通过原位聚合法,制备一系列的导电聚合物(Polyaniline,PANI)的LiFePO4/PANI复合材料。单用傅里叶红外光谱(FTIR)和高分辨透射电镜(HRTEM)表征PANI与LiFePO4之间的相互作用以及PANI对LiFePO4的包覆状况。采用四探针、电化学阻抗谱及恒电流充放电测试复合材料的电导率及其电化学性能。结果表明:当PANI含量为6.75%(质量分数)时,能在LiFePO4的表面形成均匀的包覆层,试样具有最佳的电化学性能,电荷转移电阻较小,交换电流较大,C/12倍率下首次放电容量为151.97mA·h/g,并具有较好的循环性能及倍率性能。     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Co_(0.5)O_2制备与电化学性能

采用球磨湿混和旋转合成相结合的新工艺制备了锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.5O2,并对材料进行了粒度、化学成分以及电化学性能测试。球磨湿混工艺能将原料混合均匀,并能有效地使粒度细化。旋转合成工艺能使混合料在均匀的温度场中进行反应,并使反应产物粒度均匀和成分均匀。制备的LiNi0.5Co0.5O2为单一的α-NaFeO2层状结构,粉末粒度分布范围窄,平均粒径约为8μm-10μm。电化学性能测试结果表明,在0．2mA/cm^2充放电流密度和3．0V－4．2V电压范围内,首次充电容量为173mAh/g,放电容量为148mAh/g。循环次数达30次时, 放电容量还有129mAh/g,循环稳定性良好。球磨湿混和旋转合成相结合的固相合成新工艺能制备出电化学性能良好的LiNi0.5Co0.5O2正极材料。     

镍、锰掺杂LiFePO_4电池正极材料的合成和电化学性能研究

以Li OH·H2O,Fe SO4·7H2O,H3PO4、Ni SO4、Mn SO4为原料,采用水热法合成了Li Fe1-xNixPO4和Li Fe1-xMnxPO4。采用XRD、FESEM分析了正极材料的组成、结构及形貌,利用电池测试仪测试了正极材料的电化学性能。结果表明:镍、锰掺杂Li Fe PO4具有较好的充放电性能。Li Fe0.9Mn0.1PO4的首次充放电比容量分别为143.5、143 m Ah/g,Li Fe0.95Ni0.05PO4的首次充放电比容量分别为132、131 m Ah/g,离子掺杂能显著提高材料的充放电比容量。     

高导电性Ti3SiC2改性LiFePO4/C及其电化学性能

LiFePO4具有优良的综合电化学性能,然而它的高倍率性能较差。为了提高其导电性能,进而改善高倍率电化学性能,利用高导电性Ti3SiC2来改性LiFePO4。采用球磨法将Ti3SiC2与LiFePO4进行均匀混合,研究Ti3SiC2添加量对LiFePO4电化学性能的影响。当Ti3SiC2质量分数为4%时,电化学综合性能最好。1、2、5 C的放电容量分别为131.7、119.6、97.4 mAh·g?1,而不加Ti3SiC2试样在相应倍率的放电容量仅为120.8、101.9、64.0 mAh·g?1;恒电位阶跃测试表明添加4% Ti3SiC2使锂离子的扩散速率从8.5×10?11 cm2·s?1提高到8.2×10?10 cm2·s?1;交流阻抗和循环伏安测试还发现Ti3SiC2的加入降低了电荷转移电阻,提高了电极材料的可逆性,从而改善了充放电过程中的动力学限制,提高了高倍率下的放电容量     

层状Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2材料的合成及性能研究

以Li2CO3,Ni(OH)2,MnCO3,TiO2为原料,采用高温固相合成法制备了层状Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2。通过X射线衍射确定了不同钛掺杂量样品的相组成。用扫描电镜对组织形貌进行了观测。对用所制样品组装的电池的充放电和循环性能进行了测试。实验结果得出:所制备的Li(Ni0.5Mn0.5)1-xTixO2的结构为α-NaFeO2型层状结构,当x=0.02时,L(iNi0.5Mn0.5)1-xTixO2的首次放电容量为161mA·h/g,25次循环后容量仍保持在144mA·h/g,具有较高的比容量和良好的循环性。     

化学沉淀法制备掺杂磷酸铁锂的结构和性能研究

用化学沉淀法制备了Mg^2＋、Al^3＋、Ti^4＋、V^5＋和Ni^2＋掺杂的磷酸铁锂，用恒电流充放电方法测量掺杂LiFePO4的充放电性能，用x射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构。研究表明，少量金属离子掺杂能有效地提高LiFePO4的大电流放电性能，其中Li1-xTixFePO4、Li1-xVxFePO4和Li1-xNixFePO4以2C速率充放电时，放电比容量在120mAh／g以上，循环20次后容量保持率在80％以上。主要原因是掺杂金属离子以固溶体形式存在，并占据锂的位置，改变了晶体中原子间距离和位置，引起晶胞收缩和Li-O原子间平均距离增加，形成了有利于锂离子脱嵌的结构。     

高电压正极材料LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4合成与性能研究

5V尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4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正极材料之一。分别采用蔗糖、葡萄糖两种不同碳源,通过液相混合、掺铬、高温煅烧制备出镍铬锰酸锂。对样品的结构、形貌、粒度、粒度分布及电性能等用XRD、SEM、粒度测量和电池充放电性能测试进行了分析。结果表明,加葡萄糖可制得粒子更细、粒度分布更窄的亚微米级的尖晶石型LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4,且具有更好的电化学性能,在3.4～5.2V范围、1C放电比容量可达143mAh/g,循环100次后容量保持率为99.3%。     

锂离子电池纳米ε-VOPO_4正极材料的合成与电化学性能

以V_2O_5、H_3PO_4为原料,在V_2O_5与H_3PO_4摩尔比为1:2.4条件下通过水热法制各VOPO_4·xH_2O,得到的VOPO_4·xH_2O再通过650℃煅烧制备纳米结构ε-VOPO_4,通过X射线衍射对制备材料进行表征。采用SEM对产物形貌进行观察,考察原料配比条件对产物组成和晶相的影响;对纳米ε-VOPO_4进行电化学性能测试。结果表明:在该条件下制备出的纳米ε-VOPO4物相纯;所制备纳米结构的ε-VOPO_4颗粒粒径为200 nm,且颗粒度均匀;在0.2C倍率、电压范围为2.0~4.3 V充放电制度下,首次充电比容量可以达到227.9 mA·h/g,在0.5C倍率充放电制度下循环140次后,放电容量达160.49 mA·h/g。