稻壳基活性炭对锰酸锂电池倍率性能的影响

稻壳基活性炭(RH-AC)具有天然的多级孔道结构,是由稻壳碳化和活化两步得到的。 用RH-AC和锰酸锂(LMO)混合制备复合电极,以锂片为对电极,组装半电池进行恒流充放电测试。 实验发现:含有质量分数为5%的RH-AC与90.5%的LMO的复合电极(RH-AC5)在5C电流密度循环100圈后比容量为89.3 mA·h/g,容量保持率高于89%,远优于纯锰酸锂电极。 采用循环伏安法计算出的锂离子扩散系数,及利用交流阻抗测试拟合后得到的结果进一步验证了该结论。     

磷酸钐包覆对高电压镍锰酸锂正极材料电化学性能的影响

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi_0.5Mn_1.5O₄)因制备成本低、 放电平台高及循环寿命长等优点, 越来越多地应用于大型储能设备、 能量转换设备、 动力汽车等领域. 然而LiNi_0.5Mn_1.5O₄在高电压(5 V)充电状态下电解液易分解, 从而导致比容量降低以及循环性能衰退. 针对以上问题, 采用水热法制备磷酸钐(SmPO₄)表面包覆改性LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料, 研究了SmPO₄包覆量对LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料电化学性能的影响. 结果表明, 当SmPO₄包覆量为0.5%(质量分数)时, 改性材料(LNMO@SP-0.5)的电化学性能最优, 在0.2C和5C倍率下的放电比容量分别为129.2和90.9 mA?h/g, 而未包覆的材料Pristine LNMO的放电比容量分别仅有114.2和77.7 mA?h/g. 在常温1C倍率下循环200次后, LNMO@SP-0.5的容量保持率为93.4%, 而Pristine LNMO的容量保持率仅为86.6%. 这归因于SmPO₄包覆能够有效缓解LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料与电解液之间的副反应, 降低电极的极化程度和电荷转移电阻, 增加了Li⁺的扩散系数.     

正硅酸乙酯对高电压镍锰酸锂基全电池电化学性能的影响

为了提高镍锰酸锂全电池的电化学性能,本文采用物理混合的方法在负极浆料中加入正硅酸乙酯(TEOS),并按m(TEOS)∶m(石墨)=0∶100、5∶100、10∶100、16∶100、20∶100的比例进行搅拌混合。 以镍锰酸锂为正极,石墨为负极,组装成502030型软包装锂离子电池,并对该电池进行恒流充放电和内阻等测试。 测试结果显示,0TEOS(m(TEOS)∶m(石墨)=0∶100)样品的电池内阻为159 mΩ,循环200圈后,容量保持率为52.6%,放电比容量为46 mA·h/g;16TEOS(m(TEOS)∶m(石墨)=16∶100)样品的电池为105 mΩ,65.7%和62.9 mA·h/g。 实验结果表明:通过物理混合的方法在负极浆料中加入TEOS,有利于在负极表面形成结构稳定的人工固体电解质膜(SEI膜),提高镍锰酸锂材料的循环和倍率性能。     

镍酸锂系正极材料倍率性能的研究进展

为了获得更高的能量密度和更低的成本,高镍化和无钴化成为了镍基正极材料发展的趋势。在各类高镍无钴正极材料中,镍酸锂（LNO）系正极材料因具有较高的能量密度和较低的成本成为了研究的热点,然而其倍率性能较差,难以满足电动汽车、 3C数码产品及储能领域日趋增长的快充需求。因此,如何提高其倍率性能,成为了亟待解决的关键问题。本文从原子-晶体-颗粒尺度出发,系统阐述了Li+/Ni2+混排、相变、非理想化学计量配比、颗粒形貌和界面副反应等因素对LNO系正极材料倍率性能的影响,并归纳出制约倍率性能的三个关键因素：体相结构稳定性、界面结构稳定性和锂离子扩散能力。为提高LNO系正极材料的倍率性能,基于以上制约因素提出结构优化（掺杂改性、包覆改性、结构设计）、体系优化（正极掺混、优化电解液添加剂）和工艺优化（优化合成工艺、优化循环制度）等改性策略。最后,基于LNO系正极材料的发展现状,指出了LNO系正极材料发展过程中面临的新挑战。     

钴镧掺杂富锂型锰酸锂制备及其性能

应用共沉淀-高温固相法制备钴镧共掺杂富锂型Li1.1Co0.02La0.01Mn2O4材料.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试表明,在700~850℃的焙烧温度范围内,合成材料为单相,但随着焙烧温度升高,材料结晶度上升,粒径增大,比表面减小.该材料具有较小的极化电阻,以其作正极(800℃焙烧)组成扣式电池具有最佳电化学性能,1 C倍率50周循环充放电容量保持率达98.5%.     

尖晶石型八面体结构锰酸锂的制备及其电化学性能

采用模板导向法和高温固相法制备尖晶石型八面体结构的LiMn₂O₄锂离子电池正极材料,研究了该材料的结构和电化学性能。 电化学性能研究表明,该电极材料具有良好的循环稳定性和倍率性能,在2.5~4.5 V电压范围,电流密度为100 mA/g时,首周充放电比容量分别为147和179 mA·h/g,循环50周后,其充放电比容量仍分别保持在180/181 mA·h/g。 优良的电化学性能可能归因于尖晶石LiMn₂O₄的形貌结构特征,该方法为制备锂离子电池正极材料提供了思路和依据。     

镍钴锰酸锂中镍、钴、锰三元素摩尔比的能谱测定

采用扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法对锂离子电池用镍钴锰酸锂中镍、钴、锰三元素间的摩尔比进行了测定。结果显示,在SEM-EDS测定过程中,如果将样品压成片状,选择合理的测定电压,同时对镍、钴谱线的重叠峰进行分峰拟合,以独立正态分布峰的面积换算各元素的摩尔百分比,SEM-EDS的测定结果与ICP-OES的测定结果具有较高的一致性,二者相对偏差不大于5%。镍、钴、锰三元素摩尔比的SEM-EDS测量值的相对标准偏差(n=3)不大于1%。     

X射线能谱法测定镍钴锰酸锂中镍、钴、锰三元素摩尔比

采用扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法对锂离子电池用镍钴锰酸锂中镍、钴、锰三元素间的摩尔比进行了测定。结果显示,在SEM-EDS测定过程中,如果将样品压成片状,选择合理的测定电压,同时对镍、钴谱线的重叠峰进行分峰拟合,以独立正态分布峰的面积换算各元素的摩尔百分比,SEM-EDS的测定结果与ICP-OES的测定结果具有较高的一致性,二者相对偏差不大于5%。镍、钴、锰三元素摩尔比的SEM-EDS测量值的相对标准偏差(n=3)不大于1%。     

乳液法制备球形锰酸锂及其影响因素

文章介绍了目前锂离子电池正极材料球形化制备的情况，对乳液法二次造粒的方法及其机理进行了初步探讨。以微波合成法制备的LiMn2O4作为一次颗粒，采用一种特殊的乳液法二次造粒，初步制备了球形LiMn2O4正极材料。对二次造粒的产物进行了SEM、XRD分析，测试了其振实密度，发现在二次造粒过程中一次颗粒有一定生长，二次颗粒球状形貌还不够理想，分析了原因，为进一步研究打下基础。     

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。     

高电压镍锰酸锂正极/电解液界面本征性质的研究

高电压正极材料的应用是提高锂离子电池能量密度的有效手段,然而高电压下正极/电解液界面稳定性成为决定锂离子电池在高电压工作条件下循环性能和安全性能的关键因素,因此高电压下正极/电解液界面具有重要的研究价值. 但是,目前报道的正极/电解液界面的研究中通常使用传统的极片制备方法,这需要引入导电剂和粘结剂,会对后期正极活性物质表面钝化膜的形貌和组分表征带来干扰,甚至造成固体电解质界面(SEI)膜存在的假象,难以获得正极材料与电解液之间界面的本征信息. 这里,我们采用溶胶凝胶旋涂法制备了不含导电剂和粘结剂的镍锰酸锂(LNMO)正极,以其为研究对象,通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)技术,结合电化学阻抗谱(EIS)研究了LNMO正极/电解液界面在充放电过程中的结构演变过程以及本征性质. 研究结果显示在充放电过程中,电解液中溶剂和电解质都会参与反应,其中LiPF₆的降解主要发生在高电压下,其降解产物在放电过程中又会被反应消耗掉. 它们的降解产物沉积到LNMO正极形成表面膜,该表面膜的主要成分随着电压的不同组分有所不同.     

乳液法制备球形锰酸锂及其影响因素

文章介绍了目前锂离子电池正极材料球形化制备的情况,对乳液法二次造粒的方法及其机理进行了初步探讨.以微波合成法制备的LiMn2O4作为一次颗粒,采用一种特殊的乳液法二次造粒,初步制备了球形LiMn2O4正极材料.对二次造粒的产物进行了SEM、XRD分析,测试了其振实密度,发现在二次造粒过程中一次颗粒有一定生长,二次颗粒球状形貌还不够理想,分析了原因,为进一步研究打下基础.     

惰性气氛助力锰酸锂正极材料储锂性能提升

尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)作为一种不含贵金属和有毒元素的低成本、绿色环保的锂离子电池正极材料,具有广袤的应用与研究前景。本项工作中,利用氩气为惰性气氛,采用高温固相合成法,制备出了粒径均匀、性能优异的LiMn₂O₄正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构表征与分析,进行了充放电循环、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)等电化学性能测试,并对煅烧氛围和煅烧温度进行了探讨分析。结果表明,在1 C倍率下,首圈放电比容量为114.2 mAh·g^-1,100次充放电循环后放电比容量还有98.4 mAh·g^-1,容量保持率为86.2%。实验证明,惰性气氛对提升LiMn₂O₄电化学储锂性能行之有效。     

全自动电位滴定法测定镍钴锰酸锂中残余的碳酸锂含量

采用自动电位滴定法测定镍钴锰酸锂中残余的碳酸锂含量。试样经搅拌水浸出其中的残余碳酸锂,用盐酸进行滴定。对试样进行11次平行测定,相对标准偏差(RSD)小于3.2%。在镍钴锰酸锂试样中加入基准物质无水碳酸钠进行碳酸根的加标回收实验,碳酸根的加标回收率在97.7%~103%。方法测定结果准确、可靠。     

锂离子电池正极材料锰酸锂合成的动力学

用DTA和XRD方法研究空气气氛中合成锰酸锂的反应过程，利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法计算出各反应阶段的表观活化能，依次为66.3、72.6 、128.1和113.9 kJ•mol－1.用Kissinger法确定每个反应阶段的反应级数、频率因子和动力学方程.由LiOH•H2O和MnO2合成尖晶石型锰酸锂的动力学，可为制备锰酸锂提供理论依据. XRD、SEM和粒度分析表明，理论优化工艺后合成的LiMn2O4物相纯净，形貌规整，颗粒分布均匀.     

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，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。     

硝酸锂作添加剂对锂硫电池电化学性能的影响

采用充放电测试和交流阻抗测试研究了硝酸锂作电解液添加剂对锂硫电池电化学性能的影响. 采用电子扫描显微镜观察分析了添加剂对锂负极的影响, 探讨了硝酸锂的作用机理.  结果表明, 采用硝酸锂作为锂硫电池电解液的添加剂, 可以在锂负极表面形成具有钝化负极活性表面及保护锂负极的界面膜.  该膜可以抑制电解液中高价态聚硫离子与锂负极的副反应, 避免在锂负极表面形成不可逆的硫化锂, 从而提高锂硫电池的循环性能和放电容量. 采用硝酸锂作添加剂的锂硫电池首次放电比容量达1172 mA?h/g, 循环100次比容量保持为629 mA?h/g.     

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%。     

Zn添加剂的添加方式对镍电极性能的影响

Zn元素;Zn添加剂的添加方式对镍电极性能的影响     

添加剂氟代碳酸乙烯酯对锂离子电池性能的影响

在1 mol·L-1 LiPF6/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(EC、DMC、EMC体积比为1:1:1)电解液中加入体积比为2%的添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC), 用循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电化学阻抗谱(EIS)等方法, 研究了FEC 对锂离子电池性能及石墨化中间相碳微球(MCMB)电极/电解液界面性质的影响. 结果表明, 体积比2%FEC的添加可以抑制部分电解液溶剂的分解, 在MCMB电极表面形成一层性能优良的固体电解液相界面(SEI)膜, 降低了电池的阻抗, 明显提高了电池的比容量和循环稳定性.