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。     

Al掺杂及Al_2O_3表面包覆改性尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

合成了含1.5（wt）%Al2O3表面包覆的LiMn2O4和不同摩尔量Al体相掺杂的LiAlxMn2-xO4（x=0.1,0.2,0.3,0.4）电极材料。利用XRD和FSEM对制备材料的物相和形貌进行表征。结果表明,表面包覆和体相掺杂没有改变尖晶石LiMn2O4的晶体结构,所有衍射峰都归属于Fd3m空间群,但其衍射峰...     

Sc3+ 掺杂的尖晶石型LiMn2 O4 正极材料制备及性质

A series of Sc3+-doped spinel lithium manganese oxides Li1+xScyMn2-yO4（y=0.01, 0.02, 0.06, and 0.10）were synthesized by solid state reaction using LiOH·H2O, MnO2, and Sc2O3 as starting materials. The results of powder X-ray diffraction indicated that the doped Li1+xScyMn2-yO4 maintain the cubic structure of spinel phase Fd3m. The electrochemical properties were characterized by electrochemical methods. The initial discharge capacity reached 135 mAh/g and the capacity fading rate was less than 2% after 40 cycles. The spinel phase was well preserved after 40 cycles. The doping of Sc3+ effectively improved the cycleability of spinels, and was a promising way for the improvement of spinel LiMn2O4 cathode materials.     

LiCoO2掺杂对锰酸锂结构和性能的影响

用固相反应合成了LiCoO2掺杂改性的LiMn2O4锂离子电池正极材料,优化了LiMn2O4的改性路径及制备条件.利用SEM、XRD对产物的结构进行了表征,并测试了产物的电化学性能.结果表明:所得产物均具有尖晶石型LiMn2O4结构.LiCoO2的掺入增加了尖晶石结构的稳定性,改善了尖晶石型LiMn2O4的充放电循环性能.     

合成条件对尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能的影响

以Li2 CO3、LiOH、LiNO3以及电解MnO2 (EMD)作原料 ,用固相反应法合成了尖晶石LiMn2 O4 .结果表明 ,反应物种类及合成条件对LiMn2 O4 的电化学性质有很大的影响 .其中以LiNO3和EMD为合成原料制得的LiMn2 O4 性能最佳 .其制备条件分两步 :先在 2 80℃加热 6h ,使熔融的LiNO3渗入EMD微孔 ,然后在 75 0℃下焙烧合成     

锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4的研究现状

从制备方法,循环性能,比容量,高温性能等方面对近年来有关LiMn2O4尖晶石的研究作一综述;讨论合成方法,反应条件,尖晶石的晶体结构及改性对正极材料性能的影响,并预示该类正极材料今后的研究方向。     

Al3+对尖晶石型LiMn2O4正极材料的表面掺杂包覆改性

采用表面掺杂包覆改性的方法对LiMn2O4尖晶石型锂离子电池正极材料进行改性.以Al为表面掺杂元素,Al(NO3)3为原料,研究了Al3+掺杂量为7.1%(原子分数)时不同温度(300、400、500、600、700、750、800℃)下的改性效果.研究发现,随着热处理温度的升高,改性样品的最大比容量先升高后降低,在700℃达到最大值;循环衰减先增大后降低再增大;这是由于随着热处理温度的升高,包覆层逐渐分解并与LiMn2O4颗粒反应固溶,在750℃完全固溶,衰减达到极小值,而后固溶层向颗粒内部扩散,导致包覆层对颗粒免受电解液溶解的保护能力变弱,因而容量衰减增大.其中700℃热处理5h的样品最大比容量为133.6mAh·g-1,循环50周衰减3.4%.研究表明Al3+表面掺杂包覆改性有利于促进LiMn2O4尖晶石型锂离子电池正极材料的商业化生产,具有大规模应用的前景.     

多元掺杂尖晶石型Li_(1.02)M_xMn_(2-x)Q_yO_(4-y)正极材料的电化学特性

0引言由于金属钴资源的短缺,尤其是钴化合物对环境的污染以及钴酸锂正极材料大电流充放电的安全性等问题,研发性能优良、可取代LiCoO2的新一代锂离子电池正极材料具有十分重要而深远的意义[1￣3]。研究发现[4￣7]:尖晶石型锰酸锂LiMn2O4作为新一代正极材料具有诸多的优点:(1)天     

尖晶石型锰酸锂正极材料LiNi0.01Co0.03Mn1.96O4的 合成及电化学性能

采用固相燃烧法制备了具有多面体形貌的Ni-Co共掺杂尖晶石型LiNi_0.01Co_0.03Mn_1.96O₄(LNCMO)正极材料. 研究结果表明, LNCMO具有优异的倍率性能和长循环稳定性, 在25 ℃, 1C或5C倍率条件下, 初始放电比容量分别为110.6和102.3 mA·h/g, 循环1000次后容量保持率为75.7%和78.3%; 在10C和20C高倍率下, 循环1000次后, 容量保持率分别为78.8%和54.2%; 即使在高温(55 ℃)和1C倍率下, 循环1000次后容量保持率仍为76.6%. LNCMO具有较大的Li ⁺扩散系数(4.77×10 ^-11 cm ²/s)和较低的表观活化能(23.37 kJ/mol).     

Al掺杂对尖晶石型LiMn2O4结构及循环性能的影响

用柠檬酸作为螯和物的载体,采用溶胶-凝胶法合成了A l3 掺杂的锂离子电池正极材料L iA lxMn2-xO4。XRD,SEM研究表明,于800℃煅烧可获得单一尖晶石结构的物相;随着A l3 掺入量的增加,L iA lxMn2-xO4的晶格常数变小,晶格更趋于完整,有利于抑制因锂的反复脱嵌而造成的结构破坏。x=0.05时,首次放电容量为103.8 mAh.g-1,25次循环后放电容量还有100.6 mAh.g-1,容量衰减仅为3.08%。     

Li3PO4包覆LiMn2O4正极材料的结构表征和电化学性能

采用共沉淀法在尖晶石LiMn2O4颗粒表面包覆Li3PO4.XRD、SEM研究结果表明,包覆后的材料仍为尖晶石结构,粒径均匀.电化学性能测试表明,Li3PO4包覆层的存在,减少了正极材料与电解液的直接接触,抑制了高温下电解液对LiMn2O4材料的侵蚀,从而有效改善了高温下材料的循环性能.在40℃时,包覆样品的比容量衰减率都低于未包覆样品,其中包覆1%Li3PO4的样品的初始比容量为110.4mAh/g,50次循环后比容量为84.1mAh/g.     

锂离子电池正极材料LiMn2-xCrxO4电化学性能的研究

针对尖晶石型LiMn2O4锂离子电池正极材料的容量衰减,提出了相应的抑制方法,所合成的LiMn2-xCrxO4(0相似文献   

LiMn2O4中锂离子扩散系数与充/放电次数的关系

通过容量间歇滴定技术（CITT）对不同电压、不同循环次数下，锂离子在尖晶石LiMn₂O₄中的固相扩散系数进行了研究. 结果表明，锂离子在尖晶石LiMn₂O₄正极材料中的固相扩散系数在3.95 V和4.12 V左右存在两个极小峰，随着循环次数的增加，这两个峰逐渐平坦，并且整体上固相扩散系数呈增大趋势，表明锂离子在LiMn₂O₄中重复脱/嵌时具有自我增强扩散的能力.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备及其电化学性能的研究

锂离子电池具有比能量高、质量轻、体积小、电压高、安全性好和无记忆效应等特点,而正极材料是其研究的重点.采用溶胶-凝胶法合成了锂离子电池的正极材料,结果表明,其初始容量高,循环性能理想,并且整个合成过程也较为简单,合成的温度相对较低,样品的颗粒比较均匀.     

正极材料LiCuxMn2-xO4-xBrx的合成及电化学性能

通过溶胶凝胶法制备了锂锰氧化物LiCuxMn2-xO4-xBrx正极材料,采用XRD、SEM等方法对其进行了表征,并测试了样品的电化学性能．结果表明：合成的LiCuxMn2-xO4-xBrx样品为尖晶石结构,粒径均匀．随着掺杂量的增加,晶胞参数减小;一定量的Cu^2＋和Br^-复合改性增加了尖晶石结构的稳定性,改善了材料的循环性能．实验发现当掺杂量为x=0．03时循环性能最好,初始比容量为97．5mAh／g,50次循环后比容量为82．1mAh／g．     

微波合成掺杂LiMxMn2O4(M=La,Nd,Y)的电化学性能

稀土;微波化学;微波合成掺杂LiMxMn2O4(M=La;Nd;Y)的电化学性能     

Impedance Studies of Spinel LiMn2O4 Electrode/electrolyte Interfaces

The formation process of solid electrolyte interphase（SEI） film on spinel LiMn2O4 electrode surface was studied by electrochemical impedance spectroscopy（EIS） during the initial storage in 1 mol/L LiPF6-EC：DMC：DEC electrolyte and in the subsequent first charge-discharge cycle. It has been demonstrated that the SEI film thickness increased with the increase of storage time and spontaneous reactions occurring between spinel LiMn2O4 electrode and electrolyte can be prevented by the SEI film. In the first charge-discharge cycle succeeding the storage, the electrolyte oxidation coupled with Li-ion insertion is evidenced as the main origin to increase the resistance of SEI film. The results also confirm that the variations of the charge transfer resistance（Rot） with the electrode potential（E） can be well described using a classical equation.     

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.     

LiAl_yNi_(1-y)O_2作为锂离子电池正极材料的研究

本文采用固相反应法合成了一系列不同 y值的LiAlyNi1- yO2 材料 ,通过对其电化学性能的研究发现 ,在适当的烧结条件下 ,LixAl0 .2 5 Ni0 .75 O2 作为二次锂离子电池的正极材料 ,其耐过充性和循环性能都有明显改善 .当Li含量大于 1时 ,在高电位范围充放 (3- 4 .8V) 30次循环后仍保持着首次放电容量的 95 % ,而LiNiO2 在此电压范围内经 2 0次循环后却只有首次放电容量的 5 6 % .通过循环伏安实验表明 :性能改善的主要原因可能是由于充电过程中 ,Al3+ 的掺杂阻止了LixAl0 .2 5Ni0 .75 O2 随Li+ 离子过量脱出而发生晶型转变 .