高倍率型锰酸锂阴极材料的制备、结构及性能

1.引言 锰酸锂阴极材料具有原料资源丰富、制备工艺简单、价格低廉、环保、安全性能较好等优点,被认为是最有希望取代钴酸锂的阴极材料之一.迄今,关于锰酸锂的研究主要集中于改善其高温性能[1-4],而对其高倍率性能的研究较少.本文采用高温固相法合成了高倍率型锰酸锂,并对其结构和形貌进行了表征,重点考察了其高倍率充/放电性能.     

纳米级锰酸锂阴极材料的制备及其电化学性能研究

1．引言 锰酸锂阴极材料具有制备工艺简单、价格低廉、环保、安全性能较好等优点，已被国内大多数锂离子电池制造企业作为手机电池的阴极材料。但锰酸锂在高倍率电池中的研究和应用还较少，其原因之一是因为常用的高温固相法合成的锰酸锂产品粒径较大，在几个微米左右，锂离子在其颗粒内部嵌入脱嵌时迁移路径较长，导致其大倍率充，放电性能不佳。     

纳米级锰酸锂阴极材料的制备及其电化学性能研究

1.引言 锰酸锂阴极材料具有制备工艺简单、价格低廉、环保、安全性能较好等优点,已被国内大多数锂离子电池制造企业作为手机电池的阴极材料.但锰酸锂在高倍率电池中的研究和应用还较少,其原因之一是因为常用的高温固相法合成的锰酸锂产品粒径较大,在几个微米左右,锂离子在其颗粒内部嵌入/脱嵌时迁移路径较长,导致其大倍率充/放电性能不佳[1,2].本文采用溶胶-凝胶法制备了颗粒较小的纳米级锰酸锂,对其结构和形貌进行表征的同时,着重考察了其大倍率充/放电性能.     

层状Li(Ni1-xCox)O2结构研究

0引言层状钴酸锂是目前锂离子电池主要正极材料,但是,随着锂离子电池的广泛使用,急需比钴酸锂价格低和来源广泛的正极材料,层状锰酸锂和层状镍酸锂受到重视。由于锰氧化物存在有J-T效应,因此,严格意义上的层状锰酸锂的制备极其困难。制备层状镍酸锂也非常困难,高温反应极易生成Li1-xNi1 xO2,具有此种结构的镍酸锂存在严重首次能量衰减和循环性能下降的缺点。采用其他元素掺杂镍酸锂克服其缺点的研究已经很多,其中钴掺杂镍酸锂由于显示了良好的效果而被认为是最有希望替代钴酸锂的锂离子电池正极材料。有关层状镍钴酸锂的研究很多,但不少的…     

锂离子二次电池锰系正极材料

综述了锂离子二次电池锰系正极材料的研究进展，侧重于阐述尖晶石型及层状锰酸锂的制备、结构与电化学性能之间的关系。     

层状LiMnO_2的溶胶凝胶法合成及其改性

采用溶胶凝胶法合成了锂离子电池正极材料层状锰酸锂(o-L iMnO2),并对其进行了N i2+掺杂改性研究,优化了层状L iMnO2的合成路径及制备条件.采用XRD、充放电实验和交流阻抗测试方法研究了N i2+的掺入对o-L iMnO2充放电容量的影响.结果表明N i2+的掺入明显提高了锰酸锂的放电比容量和循环性能,抑制了循环过程中电池阻抗的增加.     

混合锂盐及添加剂对镍锰酸锂电池性能的影响

采用不同的锂盐体系(LiBF_4、LiPF_6、LiODFB)及添加剂(T、FEC)对镍锰酸锂锂电池进行电性能测试。考察了镍锰酸锂作为正极材料在不同的锂盐电解液体系及添加剂下电池的循环性能、循环伏安曲线、阻抗的研究。结果表明:噻吩作为添加剂时,少量添加对电池的循环性能的改变越好;FEC的添加不影响电池容量,可以较好的保持电池的循环容量率;LiODFB的加入可以使电池的循环伏安曲线都具有单一的氧化还原峰,并使电池具有较好的循环性能。     

废旧锂离子电池选择性提锂

新能源汽车行业的蓬勃发展不仅使锂离子电池需求量激增,大批锂离子电池在达到一定循环次数后也会因无法继续使用而报废。目前研究者们已经对废旧锂离子电池中有价金属的提取方法进行了许多研究,但回收过程中重点关注的对象是钴和镍,锂作为锂离子电池中的主要成分没有给予足够的重视。随着锂资源供需关系的日趋紧张,近年来通过将废旧锂离子电池中的锂优先选择性提取以提高其回收效率的研究不断增多。基于此,本文系统梳理了从不同正极材料(如钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂)中选择性提锂的方法,包括高温转型、选择性浸出、机械化学及电化学法,为后续有关退役锂离子电池选择性提锂的研究及产业实践提供参考。     

铈掺杂络合燃烧法制备Li1.05CexMn2-xO4材料及其电化学性能

采用已二酸络合燃烧法制备了稀土Ce掺杂的锰酸锂材料Li1.05CexMn2-xO4粉体。利用XRD,SEM,EDS等对材料粉体进行结构形态表征,并以其为锂离子电池正极活性材料测试其充放电性能。实验结果表明:材料Li1.05CexMn2-xO4(x=0,0.01,0.02,0.03)具有较好的尖晶石结构,且颗粒分布均匀,掺杂的比未掺杂的比容量以及常温、高温下循环性能都有较大的改善。当掺杂量达到0.02(摩尔比)时材料的综合性能较好,其电化学极化阻抗小,放电比容量为126.8 mAh.g-1,常温下50次循环后仍保持有94.1%的放电效率,高温30次后为82.5%。     

铝锂混合掺杂尖晶石相Li_(1+x)Al_yMn_(2-y)O_4材料结构性能的研究

采用一种简单的合成工艺 ,将铝和锂混合掺入到主尖晶石相锰酸锂中 ,研究不同掺杂铝量对材料的初始容量及循环稳定性能的影响 .结果表明同时掺杂铝锂的材料要比单独掺杂铝或锂的循环稳定性好 .利用扫描电镜、粉末X_射线衍射仪、红外光谱仪对材料形貌及结构进行研究 ,结果表明所合成的掺杂铝锂材料颗粒细小、分布均匀 ,具有较好的结晶性能 ,较高的初始容量和良好的循环稳定性 ,其初始容量达 119mAh/g ,循环 2 0 0次后容量仍然保持在 10 6mAh/g     

熔融浸渍法合成单晶锰酸锂作为锂离子电池阴极材料(英文)

以二氧化锰和氢氧化锂为原料,通过熔融浸渍法合成具有尖晶石构型的单晶锰酸锂。前驱体β-MnO2以乙酸锰和过硫酸钠为原料通过水热反应合成。基于TGA/DTA测试,确定了单晶锰酸锂的煅烧温度为470℃预烧5 h,再升温至750℃保温12h。XRD,FTIR和SEM结果表明,合成的单晶锰酸锂具有均一的棒状结构以及良好的结晶性。电化学性能测试结果表明材料在0.1C倍率下充放电时,其首次放电比容量可达126 mAh·g-1,且在一百次循环之后容量保持率为91%。     

锂离子电池过充特性的研究

以尖晶石锰酸锂作锂离子电池正极材料,研究其过充电特性及影响因素.结果表明,电池1C过充特性和正极活性物质的量有关,与负极活性物质的量无关.充电倍率是影响电池过充特性的关键因素,低倍率过充时,结束电池过充的主要原因是内部电解液分解殆尽;高倍率过充时,因电池内部产生的热量增加,散热相对滞后,导致电池内部温度升高隔膜熔断从而截断回路结束过充.     

富锂掺杂Li1.06Co0.05Cr0.1Mn1.85O4的合成及电化学性能研究

锂离子电池具有比能量高、功率大、使用寿命长、无记忆效应、性能价格比高等优点,从而成为可充式电源的主要选择对象.锰由于资源丰富、价廉、环境友好等优点,使锰酸锂(LiMn2O4)成为最有希望取代钴酸锂的正极材料.但锰酸锂的放电容量相对较低,结构欠稳定,容量衰减严重,作为正极材料还无法与钴酸锂相比,近年来做了大量的研究工作以改善它的电化学性能[1～6].最近Youngjoon Shin等研究发现[7]用少量的Li与Ni共同替代LiMn2O4中的Mn得到的LiMn2-2yLiyNiyO4的电化学性能要优于单元素替代的LiMn2-xMxO4(M=Li,Cr,Fe,Co,Ni)的电化学性能.     

熔融浸渍法合成单晶锰酸锂作为锂离子电池阴极材料

以二氧化锰和氢氧化锂为原料,通过熔融浸渍法合成具有尖晶石构型的单晶锰酸锂。前驱体β-MnO₂以乙酸锰和过硫酸钠为原料通过水热反应合成。基于TGA/DTA测试,确定了单晶锰酸锂的煅烧温度为470℃预烧5h,再升温至750℃保温12h。XRD,FTIR和SEM结果表明,合成的单晶锰酸锂具有均一的棒状结构以及良好的结晶性。电化学性能测试结果表明材料在0.1C倍率下充放电时,其首次放电比容量可达126mAh·g^-1,且在一百次循环之后容量保持率为91%。     

比浊法测定镍钴铝酸锂中氯离子

正高镍系的锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂因具有高能量、高倍率、高安全性等优点受到广泛研究和应用~([1])。镍钴铝酸锂中杂质的含量直接影响其电化学性能的发挥,氯离子作为有害杂质被明确列入了行业标准~([2])中,在研发、生产、贸易过程中要求严格控制其含量,然而测定镍钴铝酸锂中氯离子含量的化学分析方法目前在行业标准中仍然为空白。目前     

锂离子电池用新型MV3O8（M=Li+,Na+,NH4+）嵌锂材料

本文详细综述了近年来国内外关于锂离子电池三钒酸盐嵌锂电极材料的研究进展,重点对钒酸锂、钒酸钠和钒酸铵材料的晶体结构、充放电机制、合成及电化学性能研究等进行了介绍,并结合我们课题组的研究情况,对比分析了上述三种材料的优劣。钒酸锂是目前研究的热点,近年来随着新型制备工艺的引入以及包括掺杂包覆改性手段的应用,材料的循环性能得到明显改善,但是相对较差的结构属性限制了其进一步的研究与应用;钒酸钠有较稳定的层状结构,体现了优秀的循环稳定性能和倍率性能,在高功率长寿命有机电解液锂电池正极材料以及水溶液锂电池负极材料的应用中有广阔的前景;相比于钒酸锂,钒酸铵材料具有合成方法更简单、比容量相当、循环性能更优越的特点,分子内氢键的存在使得层状结构更加稳定,该材料有望成为钒系材料中新的研究热点。     

返滴定-光度法测定锰的平均化合价

采用氧化-还原返滴定法与可见分光光度法相结合的方法研究了掺铬锰酸锂材料LiCr0.08Mn1.92O4中锰的平均化合价,探讨了测定锰的工作曲线与测定总锰的合适条件。经过测试表明LiCr0.08Mn1.92O4中锰的平均化合价为3.5213,锰的质量分数为60.0137%,其相对误差分别为0.014%、2.74%。     

锂离子电池电解质的新型锂盐――双乙二酸硼酸锂

介绍了一种新型锂盐――双乙二酸硼酸锂(LiBOB)的基本性质及制备进展,并重点综述了其在锂电中应用的有关研究,包括基于LiBOB电解液的导电性研究,对负极材料、正极材料的稳定性研究,与其他锂盐在锂离子电池中混合使用的性能研究等。     

锂-空气电池性能的影响因素及研究进展

锂-空气电池理论比能量高达3622 Wh·kg^-1(设阴极还原产物为Li₂O₂), 远超过目前已有的任何电池, 有希望成为新一代的二次电池. 然而, 目前其实用化研究还处于探索阶段, 在其商用之前还有许多工作要做. 对影响锂-空气电池性能的因素以及近期的研究进展进行综述, 总结了阴极材料的组成和微观结构、电解质的种类及组成、阴极疏水膜、电池结构设计、电池的组装及充、放电的工艺过程等对电池比能量、比容量以及循环性能等的影响, 概述了锂-空气电池的表征手段, 并对锂-空气电池的应用前景进行了展望.     

稀土掺杂对锂离子电池正极材料LiMn2O4结构及电性能的影响

利用微波加热技术合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn2-xRExO4(RE=Y，Nd，Gd，Ce)，通过XRD、循环伏安及恒电漉充放电测试研究了稀土掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。XRD测试结果表明，合适的掺杂量可以起到扩展锂离子脱嵌通道和稳定骨架结构的作用，稀土离子的引入可以部分取代原有的三价锰离子，由于稀土离子的离子半径较三价锰离子大，因此稀土掺杂锰酸锂材料的晶胞参数比未掺杂材料大，在一定程度上扩充了锂离子迁移的三维通道，更有利于锂离子的嵌入与脱嵌；循环伏安及恒电漉充放电测试结果表明稀土掺杂有效提高了LiMn2O4材料的电化学循环可逆性及循环稳定性。