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单斜层状LiMnO2的球磨-离子交换法合成及其电化学性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
通过球磨促进固相反应法合成出了具有单斜层状结构的前驱物NaMnO2,随后通过离子交换得到了单斜层状LiMnO2。XRD测试结果显示产物为单相。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测结果显示LiMnO2的粒子尺寸为300~500 nm,HRTEM分析显示干扰条纹的间距为0.485 nm,基本对应于m-LiMnO2的(001)晶面间距。红外吸收光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)被用来测量m-LiMnO2中Mn-O键的伸缩和弯曲振动吸收和Mn元素的价态。合成的m-LiMnO2在电化学充放电循环初期表现了较好的电化学性能,但其循环寿命仍需要进一步改善。 相似文献
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富锂层状氧化物作为锂离子电池正极材料具有高比容量优势.采用草酸盐共沉淀法制备Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2,并用YF3包覆电极.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)表征材料结构、观察材料形貌.结果表明,材料颗粒尺寸在100~200 nm范围,YF3包覆不会改变材料结构和形貌.电化学恒流充放电测试表明,YF3包覆Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2电极的比容量,尤其倍率比容量明显提高.60 mA·g-1电流密度下包覆电极材料30周循环后其比容量保持在220 mAh·g-1以上,1500 mA·g-1电流密度下其比容量仍可达150 mAh·g-1.电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,YF3包覆电极电荷转移电阻和扩散阻抗均明显降低,有利于电化学性能改善. 相似文献
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采用水热法合成了聚阴离子掺杂LiMnO2-yXy(X=BF4-,SiO32-,MoO42-,PO43-,BO33-,y=0.01、0.03、0.05)锂离子电池正极材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放实验,研究了不同掺杂离子和掺杂量对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量聚阴离子的掺杂未改变正交LiMnO2的晶体类型,但增大了材料晶胞体积,改善了材料的电化学循环性能。电化学交流阻抗(EIS)测试结果表明,聚阴离子掺杂增大了材料电荷转移阻抗,但明显提高了材料中Li+的扩散能力。 相似文献
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以Na2CO3, (CH3CO2)2Mn·4H2O, Al2O3, Na3PO4·12H2O和CH3COOLi·2H2O为原料, 通过2次高温固相法和一步水热离子交换法得到一系列铝和磷掺杂的LiMn0.97Al0.03O2, LiMnO1.99(PO4)0.01和LiMn0.97Al0.03O2-x(PO4)x(x=0.01, 0.03, 0.05)化合物. 用X射线衍射(XRD)表征了前驱体及交换产物的晶体结构, 用扫描电镜(SEM) 测定了晶体的形貌. 通过X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱及恒电流充放电测试, 研究了掺杂离子对合成材料结构及电化学性能的影响. 研究结果表明, Al-PO4复合掺杂综合了Al3+掺杂提高材料的电化学反应活性和减低材料的电化学反应阻抗以及PO43-掺杂增大材料的晶胞体积的特点, 提高材料中Li+的扩散能力, 有效地抑制了材料由于Jahn-Teller效应引起的结构畸变, 改性后的LiMnO2正极材料既保持了较高的容量又获得了良好的电化学循环性能. 相似文献
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采用水热法合成了用于锂离子电池正极材料的LiMxMn1-xO2(M=Mg, Y, Zr)化合物. 采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对材料的晶体结构和形貌进行了表征, 材料的电化学性能通过恒流充放电和交流阻抗谱(EIS)进行测试, 分析了掺杂元素在改善材料性能中的作用. 结果表明, 掺杂后的LiMxMn1-xO2正极材料循环性能优于未经掺杂的材料. 其中以掺杂钇的i0.99Mn0.979Y0.021O2正极材料循环性能最佳, 在室温下, 充放电电流密度为50 mA·g-1时, 60次循环后放电容量为226.3 mAh·g-1. 相似文献
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用水热法合成了锂离子电池正极材料正交结构LiMnO2材料, 并对其进行S2-、大尺寸阳离子(Cu2+, Co3+, Ti4+)以及硫-金属离子复合掺杂改性. 用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱分析(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、恒电流充放电、交流阻抗谱(EIS)等测试技术进行表征. 实验结果表明: 当掺入离子的含量较低时, 得到的产物能保持完整的正交结构, 并表现出较好的电化学性能. S2-和非Jahn-Teller效应大尺寸阳离子的掺入使材料的循环稳定性能大幅度提高, 而这种提高是源于这些离子对LiMnO2结构的稳定作用. 电极材料Li1.02Mn0.988Ti0.012O1.989S0.011显示了最优的电化学性能, 在50 mA•g-1放电速率下, 其初始放电容量为142.6 mAh•g-1, 60次循环后放电容量为213.4 mAh•g-1. 硫-金属阳离子复合掺杂, 综合了大尺寸阳离子可以提高材料中Li+的扩散能力和S2-掺杂抑制Jahn-Teller畸变两方面优势, 使层状结构LiMnO2正极材料既保持了较高的容量又获得良好的循环性能. 相似文献
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采用水热反应的方法,以LiOH·H_2O,MnOOH和Sc_2O_3为原料,合成了一系列Sc~(3+)掺杂的锂离子电池正极材料LiSc_xMn_(1-x)O_2(x=0.01,0.02,0.03,0.05).利用X射线衍射和X光电子能谱测试研究了材料的结构和元素的化学状态.掺杂后的LiSc_xMn_(1-x)O_2材料仍保持正交相结构.电化学测试结果表明,掺杂后材料表现出较好的电化学性能,Sc~(3+)的掺入使材料的循环稳定性能大幅度提高,掺杂量为2%时LiMn_(0.981)Sc_(0.019)O_2材料的初次放电容量为140.5 mAh·g~(-1),60次循环后放电容量高达169.6 mAJl·g-.,远高于未掺杂的LiMnO_2材料的放电容量107.7 mAh·g~(-1).这种提高源于Sc~(3+)的加入,很好地起到了稳定晶体结构、有效抑制Jahn-Teller效应的作用.电化学阻抗测试结果表明,Sc~(3+)的掺人能改善材料的导电性能. 相似文献