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。     

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。     

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。     

纳米磷酸铁锂的制备及电化学性能研究

利用液相沉淀法合成了纳米级磷酸铁,并以此为铁源,通过碳热还原技术制备了粒径均匀的纳米级球形LiFePO4/C正极材料。经热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及恒电流充放电测试,研究了纳米磷酸铁及纳米磷酸铁锂材料的结构、形貌以及电化学性能。实验结果表明材料的首次放电比容量达161.8 mAh.g-1(0.1C),库仑效率为98.3%;室温下在0.2C、0.5C、1C、2C及5C倍率充放电其首次放电比容量分别为156.5、144、138.9、125.6和105.7 mAh·g-1,材料具有较好的倍率性能。     

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%.     

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%。     

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。     

纳米碳管的电化学贮锂性能

用透射电镜、高分辩透射电镜、X射线衍射和拉曼光谱表征了用催化热解法制备的纳米碳管的结构,研究了纳米碳管的电化学嵌脱锂性能.以纳米级铁粉为催化剂热解乙炔气得到的纳米碳管石墨化程度较低,结构中存在褶皱的石墨层、乱层石墨和微孔等缺陷,具有较高的贮锂容量,初始容量为640mAh/g,但循环稳定性较差.而以纳米级氧化铁粉为催化剂热解乙烯得到的纳米碳管结构比较规则,循环稳定性较好,但贮锂容量较低,初始容量为282 mAh/g.讨论了纳米碳管的结构对其温度特性和不同电流密度下的充放电容量的影响.     

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。     

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.     

不同Mn源对Li1+xMn2-xO4尖晶石正极材料的电化学性能的影响

以Li2CO3为Mn源,采用醇水混合溶剂分散与中温固相反应法考察了Mn(NO3)2@6H2O,Mn(MeCO2)2@4H2O,MnCO3,化学MnO2(CMD)和电解MnO2(EMD)等不同Mn前驱物对制备Li1+xMn2-xO4尖晶石正极材料的电化学性能的影响,并采用XRD,BET,TEM等手段对材料进行了表征.结果表明,由不同Mn前驱物制备的正极材料均呈尖晶石结构,其容量大小和循环性能(依Mn源为顺序)为EMD＞Mn(NO3)2@6H2O＞MnCO3＞Mn(MeCO)2@4H2O＞CMD.材料呈立方晶体,比表面积(依Mn源为顺序)为CMD＞MnCO3＞Mn(NO3)2@6H2OMn(MeCO2)2@4H2O＞EMD,正好与容量及稳定性顺序相反.采用本文的制备方法时,EMD和Mn(NO3)2@6H2O都是较好的Mn前驱物,Mn(MeCO2)2@4H2O和MnCO3也可以做Mn源,但焙烧时需要富氧气氛,CMD不适宜作Mn前驱物.     

纳米氧化镍氢氧化镍复合电极材料的制备及其电化学性能

氧化镍纳米粒子;固相反应;纳米氧化镍氢氧化镍复合电极材料的制备及其电化学性能     

类凝胶法制备锂离子二次电池正极材料镍钴酸锂

以LiOH.H2O,Ni(NO3)2,6H2O,Co(NO3)2.6H2O,NH3.H2O为原料,在不同条件下以类凝胶法制备层状化合物LiNixCo1-xO2,并以此作正极材料进行电化学测试,结果表明,首次充电比容量达192mAh/g,首次放电比容量达140mAh/g,循环22次后其放电比容量保持在119mAh/g。     

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。     

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.     

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.     

全氟烷基膦酸锂电解液的制备与性能研究

选取氯代二异丙基膦(C6H14PCl)为原料, 利用电化学氟化方法, 得到全氟烷基膦酸[(C3F7)2PF3], (C3F7)2PF3与氟化锂(LiF)反应得到全氟烷基膦酸锂(Li[(C3F7)2PF4]), 将其溶于碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)质量比为1∶1的混合溶剂中得到电解液, 考察电解液的电导率、抗水性及氧化分解电位. 以LiCoO2为正极, 锂片为负极组装两电极模拟电池体系, 测试得到电池的放电平台为3.7 V; 电池的首次放电比容量为107 mA•h•g－1; 当循环放电40次后, 容量衰减较快, 电池循环50周后, 效率仍保持102%. 交流阻抗图谱表明电解液放电时的阻抗约为140 Ω. 研究结果表明, 全氟烷基膦酸锂有望成为新型锂离子二次电池的电解质盐.     

LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究

采用固相反应结合高速球磨法,合成了锂离子电池新型正极材料LiFePO4,并对该材料进行碳包覆处理;采用XRD、SEM、元素分析以及价态化学分析等方法对样品进行表征.实验表明,LiFePO4具有3.4V的放电电压平台,而且包覆碳后的磷酸铁锂具有更好的电化学性能,首次放电容量达147mAh/g,充放电循环100次后容量只衰减9.5%.