掺铜锂锰氧化物的结构和循环稳定性

用熔盐法制备出掺铜的尖晶石锂锰氧化物LiCuxMn2 -xO4 (x =0 ,0 0 3,0 16 ) .研究合成掺杂样品的一些物理化学性质 .样品中锰的化合价分析结果表明 ,锰的平均化合价随样品中铜含量的增加而增加 .XRD结果表明 ,合成样品均属于立方晶系的尖晶石结构 .尖晶石型的锂锰氧化物掺入铜后晶胞常数 (a)减小 ,掺铜量x =0 ,0 0 3,0 16的锂锰氧化物尖晶石晶胞常数依次为 8 2 35× 10 - 10 m ,8 2 2 1× 10 - 10 m ,8 2 18× 10 - 10 m .恒电流充放电结果表明 ,随着掺铜量的增加 ,样品的初始容量降低 ,但循环稳定性增加 .掺铜量为x =0 ,0 0 3,0 16的锂锰氧化物初始容量分别为 97 9、 85 3、 71 1mA·h/g (0 5mA·cm- 2 ) ,但 5次循环后的容量损失依次为 34 5 %、13 1%、1 5 % .     

铋修饰LiMn2O4 锂离子电池正极材料的研究

采用溶胶凝胶法合成了LiMn2O4及其表面Bi修饰材料, 通过聚丙烯酸(PAA)螯合的Bi(NO3)3溶液浸泡LiMn2O4以及煅烧合成了PAA-Bi/LiMn2O4材料. 采用TGA、XRD、SEM、循环伏安和充放电循环研究了3种锂离子电池正极材料的综合性能. 研究表明,Bi修饰的2种LiMn2O4材料电池的循环稳定性均提高. PAA浸泡-煅烧法的优点是避免了杂质Bi2Mn4O10的形成,PAA-Bi/LiMn2O4的首次放电容量损失较少,同时电池的循环稳定性大大提高.     

铬对锂离子在尖晶石锂锰氧化物中嵌入行为的影响

研究了纯尖晶石锂锰氧化物和掺铬尖晶石锂锰氧化物粉末微电极的循环伏安行为,结果表明,掺铬样品循环稳定性明显增加,但它的氧化还原峰的位置发生正移,峰形宽化,两步嵌脱锂的量也由相等变为不等.由慢速循环伏安曲线(40μV/s)求出锂离子在纯尖晶石和掺铬尖晶石锂锰氧化物中嵌入自由能(ΔG)和相互作用能(U)后发现掺铬尖晶石锂锰氧化物的嵌入自由能较未掺杂的减少,而相互作用能增加;结合X-射线衍射图、恒电流放电曲线讨论了铬对锂离子在尖晶石锂锰氧化物中嵌脱行为影响机理,认为掺入Cr后,尖晶石结构保持不变,但尖晶石晶胞发生收缩,四面体中锂离子之间、锂离子与其他阳离子间的距离缩短,这导致相邻四面体中锂离子间、锂离子与其它阳离子间的相互斥力增加,锂离子嵌入过程变得更加困难,因为在嵌入过程中需要更大的能量来克服这个斥力.     

质子交换膜燃料电池阳极钝化现象研究

在组装的单体质子交换膜氢氧燃料电池系统上，用线性电位扫描法研究了不同电池温度和湿度下的阳极极化行为．发现发生钝化的输出槽压约为0．6V，输出功率在最大值附近时，阳极产生钝化现象．钝化的起因是阳极铂催化剂氧化形成铂氧化物的结果．提高电池的工作温度和湿度，都加速了燃料电池阳极的钝化．