锂离子电池正极材料尖晶石LiMn204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LiMn204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。     

锂离子电池LiMn2O4薄膜电极的制备研究进展

尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４是最有希望替ＬｉＣｏＯ２的新一代锂离子电池阴极材料。高能、轻量、超薄将是未来锂离子电池一个十分重要的发展方向。本文对尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４的晶体结构作了简要介绍。综述了近年来在ＬｉＭｎ２Ｏ４薄膜电极制备方面的研究进展,包括静电喷雾沉积（ＥＳＤ）、静脉激光沉积（ＰＬＣ）、射频磁溅射（ＲＦＭＳ）等等,并对今后的研究方向进行了展望。     

雾热解法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4

采用喷雾热解的方法合成了单相的尖晶石LiMn2O4的颗粒，结构研究结果表明用这种喷雾造粒的方法可以得到颗粒细小匀的LiMn2O4粉体，其组装的电池具有良好的电化学容量和循环性能，表明这是一种可推广的合成锂离子电池正极材料LiMn2O4粉体的方法。     

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。     

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     

固相法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4

用Li2CO3和Min(OAc)2@4H2O为锂锰源,添加少量柠檬酸或草酸在550℃煅烧4h合成了尖晶石LiMn2O4.采用X-射线衍射法,透射电镜和充放电测量研究了它们的结构和性质.用Scherre公式计算样品粒度在28.5nm～40.0nm.添加草酸制备的样品充放电性能较好,首次充放电的放电容量可达115mAhg-1.     

溶胶-泥浆化学反应法制备尖晶石锂离子二次电池正极材料

以氢氧化锂、电解超细二氧化锰为原料,在不同条件下用溶胶－泥浆法制备了尖晶石型ＬｉＭｎ２Ｏ４,优化了反应条件并以此作正极材料进行了电化学测试。结果表明,首次充电比容量达１２５ｍＡｈ．ｇ＾－１～１４５ｍＡｈ．ｇＡ＾－１,放电比容量达１１５ｍＡｈ．ｇＡ＾－１～１２５Ａｈ．ｇ＾－１。可逆充放电效率在９０％以上,循环２８次后其充电比容量仍然保持在１１０ｍＡｈ．ｇ＾－１～１１５ｍＡｈ．ｇ＾－１,放电比容量达１     

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.     

尖晶石LiMn2O4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程. 发现EIS谱高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的, 分别归属于与锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的特征. 通过选取适当的等效电路, 对实验所得的电化学阻抗谱数据进行拟合, 获得尖晶石LiMn2O4电极首次充放电过程中SEI膜电阻、电子电阻和电荷传递电阻等随电极极化电位变化的规律. 根据研究结果提出了嵌锂物理机制模型.     

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.     

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%。     

锂电池正极材料LiMn2O4的改性与循环寿命

对ＬｉＭｎ２Ｏ４进行改性可有效提高其循环寿命。其中合成掺杂ＬｉＭｎ２Ｏ４的解决循环性能下降的最有效手段。本文在探讨改性ＬｉＭｎ２Ｏ４的结构与其循环性能关系的基础上讨论了掺杂离子的选择标准。     

混合超级电容器AC/LiMn2O4体系的电化学性能

对AC/LiMnO4体系混合电容器进行研究,以活性炭(AC)为负极材料,尖晶石结构的LiMn2O4为正极材料,Li2SO4为电解液。该体系的原理与锂离子电池很相似,从本质上说属于一种特殊的锂离子电池。改变正负极的质量配比,根据其电化学性能确定了该体系最佳的正负极质量配比。对不同电解液浓度的电容器进行不同电流密度充放电测试,发现电解液浓度增加,会使容量和大电流性能得到明显改善,极化电阻的增大会大大降低放电电压平台。实验表明该体系具有较高的能量密度和功率密度,同时保持了良好的循环性能。     

Differential scanning calorimetry an essential tool to characterize LiMn2O4 spinel

Journal of Thermal Analysis and Calorimetry - A series of LiMn2O4 samples with nominal Li/Mn molar ratio=1/2 has been synthesized at 700 and 750°C by the ceramic procedure from Mn2O3 and...     

Preparation of spherical spinel LiMn2O4 cathode material for lithium ion batteries

A novel process is proposed for synthesis of spinel LiMn₂O₄ with spherical particles from the inexpensive materials MnSO₄, NH₄HCO₃, and NH₃H₂O. The successful preparation started with carefully controlled crystallization of MnCO₃, leading to particles of spherical shape and high tap density. Thermal decomposition of MnCO₃ was investigated by both DTA and TG analysis and XRD analysis of products. A precursor of product, spherical Mn₂O₃, was then obtained by heating MnCO₃. A mixture of Mn₂O₃ and Li₂CO₃ was then sintered to produce LiMn₂O₄ with retention of spherical particle shape. It was found that if lithium was in stoichiometric excess of 5% in the calcination of spinel LiMn₂O₄, the product had the largest initial specific capacity. In this way spherical particles of spinel LiMn₂O₄ were of excellent fluidity and dispersivity, and had a tap density as high as 1.9 g cm^–3 and an initial discharge capacity reaching 125 mAh g^–1. When surface-doped with cobalt in a 0.01 Co/Mn mole ratio, although the initial discharge capacity decreased to 118 mAh g^–1, the 100th cycle capacity retention reached 92.4% at 25°C. Even at 55°C the initial discharge capacity reached 113 mAh g^–1 and the 50th cycle capacity retention was in excess of 83.8%.     

LiMn_2O_4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LiMn_2O_4中的固相扩散系数进行了研究.结果表明,锂离子在尖晶石LiMn_2O_4正极材料中的固相扩散系数在3.95V和4.12V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LiMn_2O_4中重复脱/嵌时具有自我增强扩散的能力.     

溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料LiMn2O4

应用溶胶法由CH3COOL i.2H2O、Mn(CH3COO)2和已二酸制备含锂、锰的干凝胶,经高温焙烧制得尖晶石锰酸锂L iMn2O4.XRD分析显示,该尖晶石样品的结晶度随焙烧温度而升高,容量同时增加,但如超过800℃,则循环性能变差.延长焙烧时间,容量呈先增后降趋势.优化后的焙烧条件为750℃、20 h.以此制备的L iMn2O4初始放电容量为130 mAh.g-1,经过15次循环后仍达125 mAh.g-1.