尖晶石LiMn2O4的结构性能与嵌脱锂动力学探讨

采用液相法混合得到的先驱体在不同的温度进行热处理可以合成尖晶石LiMn2O4正极材料;随热处理温度的提高,点阵参数a增大,晶格畸变减小,结晶完善程度提高,容量及循环性能提高,750～850℃温度范围处理的试样其结构可能存在如下相变过程:LiMn2O4(立方相)→LiMn2O4-δ(立方相)→LiMn2O4-δ(四方相);当温度高于850℃时发生的从立方相向四方相的转变使结晶有序度反而降低,性能下降;通过电化学嵌脱锂动力学研究发现随热处理温度升高,锂离子在电极材料中的扩散系数增大。     

尖晶石LiMn2O4的低温合成及锂离子嵌脱动力学

采用前驱体法在400℃下合成了尖晶石LiMn2O4,研究了产物的结晶性能和电化学性能,并对锂离子在样品中的嵌脱动力学进行了研究.结果显示:样品具有很好的结晶性;首次放电比容量为110.3 mAh/g,第20次循环的比容量保持在95.0 mAh/g,容量保持率为86.4%;确定等效电路对实验数据进行拟合,在3.85 V处的电荷传递电阻为24.87 Ω,在4.25V处变为14.56 Ω,电荷传递电阻随电位的增大先减小后增大.     

尖晶石LiMn2O4高温电化学性能研究

利用高温固相反应合成了锂离子蓄电池正极材料尖晶石LiMn2 O4 ,研究了在高温 5 5℃下LiMn2 O4 循环容量的衰减和贮存后电化学性能的变化。与常温下相比较 ,5 5℃下尖晶石的容量衰减显著加快 ,贮存后的LiMn2 O4 循环性能变差。改变合成工艺条件如合成温度、n(Li)∶n(Mn)比 ,LiMn2 O4 的高温电化学性能有所改善 ,掺杂金属Co元素合成尖晶石掺Co化合物也能够提高LiMn2 O4 在高温下的循环性能 ,通过测量LiMn2 O4 在高温下电解液中的溶解 ,分析了容量衰减的机理。     

LiMn2O4在锂离子蓄电池中的电化学性能

论述了LiMn2O4材料的合成工艺对电化学性能的影响,最佳合成条件下的初放电容量可达到120mAh/g。将尖晶石型LiMn2O4材料作为正极活性材料制成18650型锂离子蓄电池,电化学测试表明电池的初放容量达到1.2Ah。对正极组分(活性物质,导电剂,粘结剂)的不同配比及电极制备工艺进行优化设计,电池在常温下以0.5A电流充放电可达500次循环,荷电态月平均自放率为9.2%。     

尖晶石型LiMn2O4的制备和性能研究

利用溶胶-凝胶法制备镧掺杂的锂离子电池正极材料尖晶石型LiLa0.005Mn1.995O4,利用X衍射、循环伏安、充放电测试、交流阻抗等手段对其进行了研究。结果表明样品呈良好的尖晶石结构，在0．3mA／cm^2和3．0～4．1V条件下恒流充放电，其首次放电容量大于110mAh／g，并具有较好的循环可逆性。活性物质在不同的电位下有不同的电化学特征，交流阻抗谱明显不同，并对其进行了合理的解释。     

LiTiO2包覆对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料的影响

采用共沉淀法制备Ni0.8 Co0.15 Al0.05(OH)2三元前驱体,与LiOH·H2 O球磨混合后,通过高温固相法烧结制备LiNi0.8 Co0.15Al0.05O2(NCA)正极材料,探究LiTiO2包覆量(0、0.2％、0.5％、1.0％)对LiTiO2包覆的Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)1-xO2正极材料性能的影响.通过XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)、电化学阻抗谱(EIS)及充放电测试等,分析材料的结构、形貌及电化学性能.LiTiO2包覆在NCA材料表面,当包覆量为0.5％时,电化学性能最佳.在2.8～4.2 V充放电,1.0 C倍率的首次放电比容量达182.3 mAh/g,循环200次的容量保持率为76.4％;10.0 C倍率的放电比容量为141.3 mAh/g.     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4的研究进展

从制备方法、比容量、循环性能、高温性能等几方面对近年来有关LiMn2 O4尖晶石的研究作了综述。烧结温度、氧分压及冷却速度是影响高温固相反应产品性能的关键因素 ,软化学合成方法具有一些固有的优点 ;合成高n(Li)∶n(Mn)比的Li1 +xMn2 O4、对LiMn2 O4进行化学嵌锂、或同时利用 3V +4V两个平台的容量可以提高比容量 ;以低价金属离子掺杂、阴 /阳离子同时掺杂、或合成非整比化合物可以改善循环性能 ;过渡金属的掺杂还将改变充放电曲线 ,导致容量向高电位区转移 ;锰的溶解及其引起的结构变化是导致高温下锂锰尖晶石容量衰减的原因。     

载体转移工艺制备TiO2包覆的LiMn2O4

采用载体转移工艺制备TiO2包覆的LiMn2O4.通过XRD、SEM和电化学性能测试,研究载体转移工艺对产物的影响.TiO2与载体C的质量比为3:7、在500℃下焙烧6 h所制备的包覆材料电化学性能较好,以50 mA/g的电流在3.5～4.3 V充放电,首次放电比容量为111.5 mAh/g,高于纯LiMn2O4的10...     

正尖晶石LiMn2O4的合成与电化学性能研究

采用高温固相反应原理合成了LiMn2O4锂离子电池正极材料,研究了合成原料中n(Li)/n(Mn)(摩尔比)和合成温度以及掺杂金属钴元素对合成产物性能和结构的影响,恒电流充放电结果麦明LiMn2O4容量为115～120mAh/g,掺杂钴以后容量下降而循环性能改善,XRD测试分析表明合成产物具有正尖晶石结构;通过进一步优化材料的粒度和电极制备时控制导电剂的加入量,确定了提高LiMn2O4的容量、改善材料循环性能的其他因素.以合成产物为阴极材料,MCMB为阳极材料,组装的18650型锂离子电池的容量达到了1250mAh,循环300次后容量保持70%左右.     

LiMn2O4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其电化学性质

以醋酸锂、醋酸锰、乙二醇甲醚和乙酰丙酮为原料,采用溶胶 凝胶法制备薄膜锂离子蓄电池正极材料尖晶石LiMn2O4薄膜。用X射线衍射、扫描电镜分析了薄膜的物相和表面形貌,用循环伏安法、充放电和交流阻抗技术研究了薄膜的电化学性能。结果表明该法制备的LiMn2O4薄膜均匀、无开裂,750℃退火5min得到的薄膜的首次放电容量为36μAh/(cm2·μm),经100次循环后每次循环的容量损失为0.037%,薄膜具有良好的电化学性能。     

高倍率LiMn_2O_4锂离子电池的制作与性能

采用商品化的LiMn2O4和石墨作为正极材料制作锰酸锂动力电池,并利用XRD、SEM等分析手段表征了LiMn2O4原料。研究了不同面密度和导电剂含量对锰酸锂电池倍率性能的影响。研究发现,锰酸锂电池的倍率性能随着面密度的减小而改善,随着导电剂含量的增加先改善后变差。当正极面密度未2.5 g/dm2,导电剂含量为3%时电池的倍率性能最好。20 C放电容量为1 C的94.1%,1C充电5 C放电,100次循环后容量保持率为92%。     

掺杂元素对锰酸锂电极材料性能的影响

采用熔融浸渍法合成LiMxMn2-xO4(M＝Co、Cr、Al、Ti、B、V)锂离子蓄电池正极活性材料.研究了掺杂元素及掺杂量对其电化学性能的影响.发现掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的Co、Cr金属离子,能显著改善其循环性能.另外,适当提高掺杂量也有利于循环性能的改善,但比容量有所降低.综合考虑容量与循环性能,掺杂x＝0.1的Co时效果最优.     

锂离子蓄电池LiMn2O4正极材料容量衰减机理分析

作为一种新型材料,锂离子蓄电池尖晶石LiMn2O4正极材料已经得到了广泛的应用,但容量衰减成为LiMn2O4商品化的主要障碍。从正极材料的溶解及相变化、电解液的分解、钝化膜的形成、过充电、集流体的腐蚀等方面介绍了影响LiMn2O4正极材料容量衰减的机理。提出了减少LiMn2O4正极材料容量衰减的几种方法,并对LiMn2O4正极材料的发展前景做出了展望。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4高温容量衰减解析

有关锂离子蓄电池正极材料LiMn2 O4的衰减机理的认识目前尚存在争议。通过对LiMn2 O4高温循环数据的解析 ,比较了两个电位平台容量衰减的相对速度。结果表明 ,放电过程中高电位平台容量的衰减速度快于低电位平台 ,而充电过程中低电位平台的衰减速度更快。循环过程中极化增大所导致的电位平台间的容量转移决定了两平台容量的相对衰减速度 ,极化增大与钝化膜的增厚、电解质的积累性氧化所引起的电导率下降有关。另外电解质的氧化也呈加速趋势 ,加快了高电位平台放电容量的衰减速度。几种掺杂材料在循环过程中容量衰减的相对速度与极化增加的相对快慢完全吻合 ,进一步印证了容量衰减与材料溶解、结构变化、钝化膜增厚之间的对应关系。     

大容量锰酸锂电池的安全性能研究

采用商品化的LMnO4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂动力电池（347080-16Ah）,并对其进行热冲击、穿刺、短路和过充安全等试验。试验结果显示,电池经过热冲击、穿刺和短路测试后,未发生爆炸、起火现象;但是3C／10V过充后,电池发生爆炸,并放出大量黑烟,电池表面最高温度达到290℃;黑烟的主要成分是CO2、CO、H2、CH4、C2H6、C2H4和炭黑,爆炸后的粉末主要成分为C、MnO和Li2CO3。     

Pechini预燃烧法合成锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4

采用Pechini法合成锂离子蓄电池正极材料LiMn2 O4,将生成的聚合物前驱体在开放的空气中点燃 ,燃烧后的粉料在 60 0～ 90 0℃中焙烧 6h得到最终产物。研究了nLi/nMn摩尔比例 (R)以及合成温度对合成产物组成结构和电化学性能的影响。结果表明在 80 0℃焙烧 6h所得试样的初始容量和循环性能最好 ;当R =1.0 0 /2时 ,试样初始容量最高 (充电容量 13 8mAh/g ,放电容量 12 6mAh/g) ;R =1.10 /2时 ,试样的循环性能最好 (2 0次保持 94.7% )。     

LiCoO2改性LiMn2O4的结构及性能

采用固相反应法制备了尘晶石型LiMn2O4及改性LiMn2O4.利用XRD和SEM对合成产物的结构进行表征,并测试了它们的电化学性能.结果表明:用LiCoO2改性后的复合产物保持了尖晶石主体结构,随着liCoO2量的增加,Mn-O键增强,晶胞参数减小,产物的结构性能较好.以合成的改性产物为正极材料,MCMB为负极材料,组装的063048型锂离子电池循环300次后,容量保持率在80%以上.     

亚微米级正极材料LiMn2O4的合成

采用合适的初始原料 ,利用微波加热技术合成锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2 O4。XRD及SEM测试结果表明 ,微波法不仅具有合成速度快 ,有效节约能源 ,而且颗粒度达到亚微米级并分散均匀。无需对材料进行任何机械研磨 ,有效克服了传统合成工艺颗粒度大、电化学活性点较少的缺点。电化学性能测试表明 ,微波法合成的样品同时具有电化学容量高 ,放电平台高 (约 3 9V)等优点 ,具有较好的推广应用前景     

中间相炭微球改性尖晶石LiMn2O4的性能

用柠檬酸络合法制备了中间相炭微球(MCMB)改性的LiMn2O4,用XRD测试进行了研究.通过循环伏安测试,分析了MCMB加入量对样品性能的影响,用恒流充放电测试进行了验证.MCMB的加入减小了样品的晶胞参数,提高了放电平台电位,增大了峰电流.MCMB的添加量为3%时,样品的首次放电比容量为130.56 mAh/g,比纯LiMn204提高了17.8%.