Synthesis and characterization of multidoped lithium manganese oxide spinel LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02

1 Introduction The cathode material plays an important role in the performance of lithium ion batteries. Lithium transition metal compounds with layered and spinel structure are favourites among cathode materials for lithium rechargeable batteries. In thi…     

Insertion/removal kinetics of lithium ion in spinel LiCuxMn2-xO4

The insertion/removal processes of lithium ion in spinel lithium manganese oxide（LiMn204） and copper doped spinel lithium manganese oxide （LiCuxMn2-xO4） on a powder microelectrode were studied by electrochemical impedance spectroscopy（EIS）, cyclic voltammetry（CV） and X-ray diffractometry（XRD）. The insertion/removal process of lithium ion in the spinel oxides consists of three steps： charge transfer of lithium ion on the surface of the spinel oxides, diffusion and occupation of lithium ion in the lattice of the spinel oxide. Similar to chromium, the doping of copper in spinel lithium manganese oxide results in the increase of the charge transfer resistance and the double layer capacitance for lithium insertion or removal, and the decrease of the diffusion coefficient of lithium ion in the lattice of spinel oxide. However, the insertion capacitance, a parameter reflecting the occupation of lithium ion in the lattice of the spinel oxide, is hardly influenced by the doping of copper. The influence of the doped copper on the kinetic process of lithium insertion/removal in spinel lithium manganese oxide is related to the contraction of spinel lattice.     

不同锰源合成尖晶石型LixMn2O4及其性能

以自制γ—MnO2(SPDM)和电解二氧化锰(EDM)为原料，采用流变相法合成了尖晶石型锂锰氧材料。应用XRD，SEM，TG和DSC等手段研究了原材料性质和配比等因素对合成尖晶石型锂锰氧的结构、粒径、比表面积以及充、放电性能的影响。结果表明，采用流变相法在700-760℃下，反应12h即可得到均相、无杂质、锰平均氧化价态接近3．5的LixMn2O4正极材料；以SPDM为锰源较EMD为锰源在相同条件下合成的尖晶石材料的首次充、放电容量更高，比表面积更大，粒度更小；当原材料中n(Li)／n(Mn)在一定范围内变化时，合成的锂锰氧的晶格常数随材料中锂与锰摩尔比的增大而减小。     

温度对燃烧包覆LiMn2O4/ZnO及其电性能的影响

通过葡萄糖辅助低温燃烧制备ZnO包覆型LiMn2O4,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电测试等手段,研究了温度对产物晶体结构、微观形貌及电化学性能的影响。XRD结果表明所有产物均为单相尖晶石型LiMn2O4结构。SEM结果表明产物的颗粒尺寸随温度的升高而增大。电化学性能测试表明400℃和500℃制备的LiMn2O4/ZnO具有相对优异的电化学性能,室温1C条件下首次放电比容量分别为119.3mAh/g、116.3mAh/g,循环100次后容量保持率分别85.6%、87.8%。尖晶石LiMn2O4电极的阻抗谱特征与温度有关,电池的电化学性能主要受电荷转移电阻(Rct)影响。     

含硅的铁酸镁在苯酚过氧化氢羟化反应的催化作用

以苯酚过氧化氢羟基化制取苯二酚为背景,采用共沉淀法制备了对苯酚过氧化氢羟基化具有高活性的含硅的铁酸镁(MgxFey(SiO4))尖晶石类催化剂,对所制备的含硅的该催化剂的结构进行了分析表征,并研究了它们的苯酚羟化活性。     

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。     

掺Co3+和Li+的LiMn2O4晶体结构和电化学性能研究

以尖晶石LiMn2O4，Li2CO3和Co3O4为原料，采用固相烧结法合成了尖晶石锰酸锂的改性产物。X射线粉末衍射分析表叫，改性产物保持了LiMn2O4的立方尖晶石结构。采用Rietveld方法进行结构精修表明，掺杂元素进入了晶胞中的16d位置，改性产物结构分子式可写成[Li]s4[Mn2-x Lix/4Co3x/4]16a[O4]32e。随着钻和锂掺杂量的增加，产物16d位置中更多的锰被取代，锰离了平均价态逐渐升高，锰和氧的结合键能增加，键长下降，晶格参数减小。电性能测试表明，锰酸锂掺杂钴、锂后，循环稳定性提高，比容量稍有降低。当锂、钴掺杂量为锰酸锂的0．025倍时．综合性能最佳。     

AlON纳米线制备研究

采用直流电弧等离子体法成功制取了A1ON纳米线，其主要成分为A13O3(A1N：Al2O3＝1：1)．在A1ON纳米线中，最长的达到5．5μm，直径最小的达到25nm，长径比为150．实验表明，A1ON纳米线是尖晶石结构．     

尖晶石型LiMn2O4电极循环伏安研究

采用循环伏安法(CV)对所制备的尖晶石LiMn2O4(LMO)锂离子蓄电池正极材料进行了研究.用X射线衍射分析表征了LMO的结构,并计算了其晶胞体积;粒度分析表明LMO粉末粒径范围适合用此铂微电极(孔穴深度为43 μm)进行测试;CV结果表明,不管是利用常规粉末微电极还是常规压片电极,分别代表锂离子嵌入和脱嵌两个阶段的两对氧化还原峰,只有在较慢的扫描速率下才能清楚地分开,采用粉末微电极不能提高电极的充放电电流而减少循环时间,但采用粉末微电极,电极半径小,活性物质含量少,可减少活性物质在电解液中浸泡的时间,而且最重要的是使用微电极,使得信躁比Ipa/Ipc增大,提高了测试灵敏度;此外,根据CV曲线及计算所得空腔中LMO的质量(m=1.1×10-4g),可计算得到尖晶石LMO的初始放电容量为131 mAh·g-1.