锂离子电池正极材料层状LiMn02的掺杂改性

层状LiMnO2具有成本低、无毒和比容量高等优点,是一种非常有发展前景的正极材料.本文介绍了近年来国内外层状LiMnO2的研究进展.主要阐述了层状LiMnO2的结构与性能的关系.结合笔者的工作,着重探讨了离子掺杂改性对层状LiMno2的电化学性能的影响.最后,简要指明了层状LiMnO2将来的可能研究方向.     

层状LiMnO2正极材料的研究进展

层状LiMnO2化合物的研究是目前锂离子电池正极材料锂锰氧化物研究工作的新热点，本文综述了近年来国内外LiMnO2化合物的研究进展，主要阐述了具有层状和扭曲层状结构的m-LiMnO2和o-LiMnO2的结构、电性能、合成和改性方法等方面的研究状况，重点介绍了离子交换法合成层状LiMnO2的原因和机理。探索新的合成方法和掺杂其它金属离子改性以提高循环性能是今后LiMnO2的研究趋势。     

锂离子电池正极材料层状LiMnO2的掺杂改性

层状LiMnO2具有成本低、无毒和比容量高等优点，是一种非常有发展前景的正极材料。本文介绍了近年来国内外层状LiMnO2的研究进展。主要阐述了层状LiMnO2的结构与性能的关系。结合笔者的工作，着重探讨了离子掺杂改性对层状LiMnO2的电化学性能的影响。最后，简要指明了层状LiMnO2将来的可能研究方向。     

层状LiMnO_2正极材料的研究进展

层状LiMnO2 化合物的研究是目前锂离子电池正极材料锂锰氧化物研究工作的新热点 ,本文综述了近年来国内外LiMnO2 化合物的研究进展 ,主要阐述了具有层状和扭曲层状结构的m LiMnO2和o LiMnO2 的结构、电性能、合成和改性方法等方面的研究状况 ,重点介绍了离子交换法合成层状LiMnO2 的原因和机理。探索新的合成方法和掺杂其它金属离子改性以提高循环性能是今后LiMnO2 的研究趋势。     

溶胶-凝胶法制备LiCoPO4及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成了高电位正极材料LiCoPO4,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及充放电测试考察了不同烧结条件下产物的晶体结构、微观形貌以及电化学性能.实验结果表明:在650°C下烧结12h所制备的样品为单一橄榄石型结构的LiCoPO4,产物颗粒细小(0.2-0.4μm)且分布均匀,同时具有最佳的电化学性能,其在1C倍率下的放电比容量可达到122.7mAh.g-1.此外,产物在充放电过程中均呈现两个电压平台,且随着放电倍率的增加,两个电压平台之间的区分逐渐明显,分析认为,这与充放电过程中锂离子的两步脱嵌行为有关.     

柠檬酸溶胶凝胶法制备LiCoO_2电极材料及其表征

目前研究较多的锂离子电池正极材料主要有LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4犤1犦,虽然LiCoO2的成本相对较高,但LiCoO2具有最为优良的电化学性能,如高且平稳的充放电平台、高比容量以及良好的循环性能犤2犦,是目前应用最广泛的商品化电极材料。LiCoO2材料主要采用高温固相法犤3～5犦制备,该方法工艺简单,容易实现大规模生产,但缺点是需要较高的焙烧温度和较长的焙烧时间,且反应原料混合均匀程度有限,易导致非化学计量、非均相以及不规则的颗粒形貌等,因此材料的比容量、循环寿命等电化学性能以及反应的可控性还不甚理想。研究表明犤6犦电极材…     

空气条件下高温固相合成层状LiMnO2及其离子交换的影响规律

在空气中高温固相反应合成了层次单斜结构前驱体NaMnO2，在不同条件下进行离子交换反应，得到LiMnO2。用X射线衍射法表征了前驱体及交换产物的晶体结构，用电感耦合等离子体光谱进行元素含量分析，用扫描电镜测定晶体的形貌。结果表明，离子交换反应条件对反应速率和产物的晶体结构与组成有重要影响。     

溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiV3O8

锂钒氧化物;扩散系数;溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiV3O8     

溶胶凝胶法合成LiCuVO4及其电化学性能研究

以CH3COOLi.2H2O、Cu(NO3)2.3H2O、V2O5和双氧水(30%)为原料,采用溶胶凝胶法合成了LiCuVO4,其结构、组成和形貌经XRD和SEM确认。结果表明,本文所合成的LiCuVO4具有隧道结构的形貌,颗粒粒径为0.2～6μm。将LiCuVO4作为锂离子电池正极材料,首次循环的放电比容量达到160mAh/g;而作为负极材料,其最大放电比容量达到481mAh/g。在两种电化学测试中,LiCuVO4都显示了良好的循环性能。     

单斜层状结构锂离子电池正极材料LiY_xMn_(1-x)O_2的合成及其电化学性能

以Na2CO3、(CH3CO2)2Mn.4H2O、Y2O3和CH3COOLi.2H2O为原料,采用高温固相法经过2次灼烧和水热离子交换法得到一系列钇掺杂的LiMn1-xYxO2(x:0.01,0.02,0.03,0.05)化合物。通过XRD、XPS、循环伏安及恒电流充放电测试技术,研究了钇掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。结果表明,所得产物均具有单斜层状结构。合适的钇掺杂可以起到扩展锂离子脱嵌通道和稳定骨架结构的作用,钇离子的引入部分取代原有的三价锰离子,由于钇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,提高单斜层状LiMnO2材料的电化学循环可逆性及循环稳定性。通过对所得化合物进行了钇掺杂量及电化学性能的研究,得到性能比较优良的LiY0.021Mn0.979O2化合物,其首次放电比容量为125.7mA.h/g,100次循环以后,放电比容量达212.1mA.h/g,远高于未掺杂材料的放电容量138mA.h/g。交流阻抗测试结果表明,Y3+的掺入能降低材料的电化学反应阻抗和提高材料中Li+的扩散能力。     

层状Li_(0.78)Ni_(0.3)Mn_(0.7)O_2正极材料的合成与性质研究

以层状Li0.78Ni0.3Mn0.7O2为前驱体，通过离子交换，合成出具有O2型结构特 征的掺镍层状Li0.78Ni0.3Mn0.7O2锂离子电池正极材料，并进行了XRD，SEM和电性 能研究．电性能测试分析表明该材料在2．0—4．2V区仅存在一个充放电平台，可 逆比容量达180mAh.g^-1，经20次充放电循环后，仍能保持88％的容量，显示出较 好的循环稳定性．     

层状LiNi0.5Mn0.5O2正极材料的合成与电性能研究

用共沉淀法于850 ℃在空气中煅烧24 h合成出层状LiNi0.5Mn0.5O2正极材料,并用XRD, SEM, 粒度分析和电性能测试考察了所得材料组成、结构、形貌及电化学性能.本层状LiNi0.5Mn0.5O2正极材料具有α-NaFeO2结构,六方晶系,R3m空间群,其晶胞参数为a=0.2897 nm, c=1.431 nm.当材料分别在在2.8～4.2, 2.8～4.4, 2.8～4.7 V间进行充放电时,其首次放电容量分别为145, 153, 195 mAh*g-1,且随着充放电电压升高,材料的首次放电不可逆容量增大,循环稳定性减弱.该材料显示出层状LiNiO2正极材料的充放电特性,在20次充放电循环后,材料仍保持原层状结构.     

石墨烯包覆富锂层状材料的制备及其电化学性能

应用共沉淀结合固相烧结合成了富锂层状氧化物（Li-rich layered oxide,LLO）Li_1.2Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂. 对制备的富锂材料用氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）包覆后,再经300 ^oC空气中煅烧,制备了石墨烯（Graphene,Gra）卷绕包覆的复合材料（LLO/Gra）. 使用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）及电化学方法表征所得样品. 结果表明,富锂层状氧化物均匀地卷绕在石墨烯中. 与原始富锂材料相比,石墨烯包覆后的复合材料表现出更加优异的电化学性能. 尤其是石墨烯卷绕可以改善富锂材料的导电性,提高材料的放电倍率性能,在2.0至4.8 V电压范围内,0.1C（20 mA·g^-1）电流充放电下,容量达270 mAh·g^-1,1C倍率下复合物的放电容量接近200 mAh·g^-1,比原始LLO材料170 mAh·g^-1提高了15%.     

锂离子电池LiMn2O4正极材料的高温改性

锂离子电池LiMn2O4正极材料的高温改性;锂离子电池;正极材料;尖晶石;LiMn2O4;包覆     

Sol-gel法制备的LiTi2-xMnx(PO4)3@C复合纳米材料及其储锂性能

通过简单的溶胶-凝胶方法成功合成一系列Nasicon型LiTi2-xMnx(PO4)3@C(x=0.02,0.05,0.08和0.1)。掺入异价元素锰增大了LiTi2(PO4)3的晶格参数,从而扩大Li^+的传输通道,并降低了电化学阻抗。同时材料的表面包覆均匀的导电碳层以提高电子的传输速率。所有复合材料通过粉末X射线衍射仪及透射电子显微镜进行表征。LiTi1.92Mn0.08(PO4)3@C作为锂离子电池正极材料表现出最佳的电化学性能。在0.1C倍率下,电池循环150次后放电容量高达145 mAh·g^-1,增大至5C倍率下首次充放电达到132mAh·g^-1。优异的电化学性能可归因于掺杂提高了锂离子扩散系数及包覆碳材料降低了传荷阻抗。     

LiNixCo1-xO2的制备与性能

锂离子电池;正极材料;LiNixCo1-xO2的制备与性能     

Thermochemical investigation of Zr doping in LiNi8/12Co2/12Mn2/12O2 based on phase equilibria simulation

The doping behavior of Zr in LiNi_8/12Co_2/12Mn_2/12O₂ (LNCM) is investigated by a simulation of the phase equilibria for the Li-(M^*,Zr)-O system (M^* = Ni, Co, Mn) based on first-principles calculations followed by a thermochemical post-analysis of the resultant phase diagrams. The results indicate that the stable state at the synthetically stoichiometric composition of LNCM with Zr is a mixture of undoped LNCM with a Li₂ZrO₃ secondary phase; doping of Zr in the LNCM crystal is not thermodynamically favored. The energies of various states comprising LNCM supercells with defects, secondary phases, and Zr doping are examined, and the equilibrium doping concentration of Zr is calculated by considering the entire LNCM:Zr crystal as a statistical combination of these states. The doping concentration of Zr in the LNCM crystal is calculated to be very low, which enables balanced control between doping and coating, as recently reported through experimentation. The dopability of Zr is expected to increase with the depletion of O₂ supply during the heating of a system with a precisely controlled Li to M^* ratio, but this behavior is affected by the formation of defects, especially by M^* substitution for Li.     

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定镍钴锰酸锂中主元素含量

建立了采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定锂电池正极材料LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO_2中Ni、Co、Mn元素含量的方法。通过调整观测方向,选用合适稀释倍数,采用对应元素次灵敏线对高含量Ni、Co、Mn元素进行测定,结果表明,方法具有很高的准确度和精密度,加标回收率为97.4%～103%,相对标准偏差1%,适用于工业化生产中的质量分析。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的Si/F复合掺杂及电化学性能

以共沉淀法合成的(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂为前驱体，在氧气氛中合成了层状正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂，用F、Si离子复合掺杂的方法对其进行改性。X射线粉末衍射(XRD)分析表明，复合掺杂没有改变晶体的六方单相层状结构。扫描电镜(SEM)观察到产物呈类球形且颗粒均匀，平均粒径在0.1～0.2 μm。循环伏安(CV)性能显示，复合掺杂提高了该材料中Li⁺离子脱-嵌过程的可逆性。电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明，复合掺杂降低了该材料的电化学极化，抑制其在循环过程中电化学反应阻抗的增加。复合掺杂后的层状材料首次放电容量为172.8 mAh·g^-1 (0.2C)，20次循环后仍有166.4 mAh·g^-1。