正极材料镍锰酸锂LiNixMn1-x O2(0＜x＜1)的合成与电化学性质的研究

在高温下合成了球型的锂离子二次电池正极材料镍锰酸锂(LiNixMn1-xO2,0相似文献   

锂离子电池正极材料锰酸锂制备方法的研究进展

LiMn2O4以其价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,成为最有希望取代LiCoO2的主流材料之一.LiMn2O4的生产制备方法众多,文中详细介绍了锰酸锂的晶体结构特点,阐述了锰酸锂的各种制备方法,探讨了采用不同的原料、不同的制备方法对提高锰酸锂性能的差异.从电解液方面、尖晶石锰酸锂晶体结构层面分析了其容量衰减的原因,希望能够为锰酸锂材料的研究者提供借鉴,为其生产提供理论依据.     

锰酸锂正极材料产业化及其在西北地区的优势分析

结合在兰州实现锰酸锂正极材料产业化的实际案例,对锰酸锂正极材料在国内的市场需求进行了详细分析,通过技术路线和技术方案的分析,制定出了可行的产品产业化解决方案,并对方案的关键性技术进行了详细论证。另外,通过温度和湿度对产品性能影响的分析,论述了西北地区高原干燥的气候条件改善产品性能指标的优势。     

锰酸锂合成的动力学研究(Ⅰ)氧气气氛

用热分析仪测试不同升温速率下,氢氧化锂和二氧化锰在氧气气氛中的差热分析曲线,结合DoyleOzawa法和Kissinger法研究锰酸锂合成的动力学;计算各反应阶段的表观活化能,依次为59462kJ·mol-1,92672kJ·mol-1,163271kJ·mol-1和107524kJ·mol-1·并确定反应级数,频率因子,速率常数,推导出每个反应阶段的动力学方程·为制备尖晶石型锰酸锂提供理论依据,进一步优化工艺条件·     

四(对羟基苯基)卟啉镍与meso-四(2-羧甲氧基苯基)卟啉镍的合成及电化学性质研究

合成了四 (对羟基苯基 )卟啉镍与 meso-四 (2 -羧甲氧基苯基 )卟啉镍 ,并用循环伏安法研究了两种金属卟啉的电化学性质 ,得到了一些有意义的结果     

稀土掺杂锂电池正极锰酸锂的合成及电化学性能

采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电池性能测试仪等系统分析了Pechini法合成的LiMxMn2-xO4(M=La,Ce,Nd;x=0,0.02,0.03)的结构、形貌、首次充放电及循环稳定性等.结果表明;除LiCe0.03Mn1.97O4、LiNd0.03Mn1.97O4样品含有微量杂质相(CeO2或Nd2O3)外,其他样品均具有纯的尖晶石型LiMn2O4结构;样品呈规则的球形或近球形,粒径为1.0～2.0μm;采用适量的稀土掺杂可显著提高LiMn2O4样品的首次充放电和循环稳定性能,LiLa0.02Mn1.97O4样品的首次放电容量为123.3 mAh/g,经30次循环充放电后的容量仍保持在112.8 mAh/g,容量保持率为91.5%,远高于相同条件下未掺杂样品的容量保持率.     

钕离子掺杂锰酸锂纳米颗粒的自蔓延燃烧制备与性能研究

采用自蔓延燃烧法制备钕离子掺杂锰酸锂(LiMn_1.99Nd_0.01O₄)纳米颗粒,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:钕离子掺杂不影响晶体结构,但可减小LiMn₂O₄颗粒粒径,进而提高其电化学性能.在0.2C倍率下的放电比容量高达125.6 mAh·g^－1.在1C倍率下的首次放电容量为118.4 mAh·g^－1,循环100次后的放电比容量为110.4 mAh·g^－1,容量保持率为93.2%.     

Mg2+掺杂对锰酸锂正极材料电化学性能的影响

尖晶石型LiMn₂O₄正极材料的电压平台高、原料来源丰富、生产成本低廉,但由于Jahn-Teller效应导致晶格畸变和Mn³⁺歧化分解导致过渡金属锰的溶解严重影响电池的循环性能。本文探究了不同Mg²⁺掺杂量对LiMn₂O₄正极材料电化学性能的影响。采用高温固相法制备了LiMg₍(x))Mn₍(2-x))O₄(x=0,0.01,0.03,0.05)样品,并对其组织结构和电化学性能进行分析。结果表明,所有样品均为立方尖晶石结构,呈截断八面体形貌。电化学性能测试表明,当x=0.03时,LiMg_0.03Mn_1.97O₄样品在0.2 C下具有较高的放电比容量和最高的首次库伦效率(98.44%),循环稳定性最佳;在0.5 C下循环100圈后仍具有119.3 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达92.62%。     

锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的制备及电化学性能研究

首次采用基于复合络合剂柠檬酸和β-环糊精的溶胶凝胶法制备了尖晶石型锰酸锂,并研究了煅烧温度对材料电化学性能的影响。电化学性能表明,700℃煅烧制备的材料具有优异的倍率和循环性能。在3C电流下此材料的首次和第200次放电比容量分别为102mAh／g和90．8mAh／g,容量保持率为89％。     

磷酸铁锂正极材料的研究现状

磷酸铁锂正极材料具有比容量大、安全性高、性价比高以及循环寿命长等优点,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。论述了橄榄石型磷酸铁锂的晶体结构特征以及充放电反应机制,综述了近年来采用葡萄糖、活性碳和石墨烯等不同的碳源进行碳包覆, 硫离子、镁离子、镍离子、氟离子、钒离子、钠离子和银离子等不同金属离子和非金属离子进行离子掺杂以及蒸发诱导自组装法、碳热还原法和喷雾干燥法等不同合成方法进行材料纳米化等改性方式对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响。最后简要分析了目前改性方法仍存在的问题,并对其前景进行了展望。     

富锂型掺钴尖晶石锂锰氧化物的结构与电化学性能

采用湿化学方法合成了富锂型掺钴尖晶石锂锰氧化物Li1.02Mn2-yCoyO4（y=0,0.02,0.10,0.50）,并通过X射线衍射与恒电流充、放电等测试方法对合成产物的结构与电化学性能进行了研究。X射线衍射结果表明:当掺钴量y≤0.10时,合成产物属于尖晶石结构;当y=0.50时,开始有少量Co3O4的杂相峰出现,但仍以尖晶石结构为主;随着y的增加,合成样品的晶胞常数减小,晶胞体积收缩,晶胞中Mn—O之间的距离（RMn—O）与Mn—Mn之间的距离（RMn—Mn）均缩短。恒电流充、放电实验结果表明,随着y的增加,合成产物的初始放电比容量有所降低,但稳定性提高;当y=0.02时,合成产物的初始放电比容量为118.860mA·h/g,循环5次后,其比容量为115.796mA·h/g。综合合成产物的比容量与循环性能,以Li1.02Mn1.98Co0.02O4的电化学性能为最佳。     

锂离子电池正极材料锂镍钴氧化物的制备

以 Ni0．8Co0．2（OH）2 和 LiOH·H2O 为原料‚采用固相烧结法合成了锂离子电池正极材料 LiNi0．8Co0．2O2‚并用正交试验法对反应温度和反应时间等因素进行了优化．结果表明‚通过严格控制各影响因素可以制得结构和性能优良的锂镍钴氧化物正极材料‚其首次放电比容量大于160mA·h／g‚松装密度大于2．0g／cm3．     

多元掺杂尖晶石锰酸锂LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02的电化学性质研究

采用高温固相浸渍法合成了多元复合掺杂的尖晶石锰酸锂正极材料LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02.采用X衍射分析仪、扫描电镜、马尔文激光粒径分析仪、电化学工作站以及充放电分析仪等设备表征了材料的电化学性能与特性.XRD表明所合成的材料具有良好的尖晶石型结构特征,所掺杂是元素Co,La分别占据了元素Mn的位置,元素Cl占据了元素O的位置.合成材料LiCo0.02La0.01Mn1.97O3.98Cl0.02比材料LiMn2O4有更好的电化学特性,150次循环后的比容量保持率在91.7%.     

不同锂盐电解液对磷酸亚铁锂电化学性能的影响研究

目的研究LiFePO4在不同锂盐电解液体系中的电化学性能。方法采用恒电流充电、放电和循环伏安方法来进行相关研究。结果在不同锂盐(LiClO4、LiBF4以及LiPF6)和不同碳酸酯混合溶剂(EC-DEC、EC-DMC或者PC-DMC)所组成的电解液中,电极材料在1 M LiClO4/EC-DMC和1 M LiPF6/EC-DMC电解液中的电化学性能较好。其中在1 M LiClO4/EC-DMC电解液中充放电容量最高,而在1 M LiBF4/EC-DMC电解液中的充电、放电容量最低。结论锂盐本身及电解液的电导率对磷酸亚铁锂电化学性能有较大的影响。     

Nonstoichiometric Li1±x Ni0.5Mn1.5O4 with different structures and electrochemical properties

Li1±xNi0.5Mn1.5O4(x=0.05,0) spinel powders were synthesized using a solid-state reaction.Their structures were characterized by X-ray diffraction,scanning electron microscopy and Raman spectroscopy.Their electrochemical properties for use as active cathode materials in lithium-ion batteries were measured.The LiNi0.5Mn1.5O4,Li1.05Ni0.5Mn1.5O4 and Li0.95Ni0.5Mn1.5O4 samples crystallized in Fd 3m,Fd 3m and P4332,respectively.The LiNi0.5Mn1.5O4 and Li0.95Ni0.5Mn1.5O4 samples exhibited better cycle performance than the Li1.05Ni0.5Mn1.5O4 sample,while Li0.95Ni0.5Mn1.5O4 had the worst rate performance.Thus,it appears unnecessary to introduce nominal lithium nonstoichiometry in LiNi0.5Mn1.5O4 electrode materials.     

Structure and electrochemical properties of LiLaxMn2-xO4 cathode material by the ultrasonic-assisted sol-gel method

Powders of spinel LiLa_xMn_2—xO₄ were successfully synthesized by the ultrasonic-assisted sol-gel (UASG) method. The structure and properties of LiLa_xMn_2—xO₄ were examined by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, scanning electronic microscopy (SEM), galvanostatic charge-discharge test, and cyclic voltammetry (CV). XRD results show that the La³⁺ can partially replace Mn³⁺ in the spinel and the doped materials with La³⁺ have a larger lattice constant compared with pristine LiMn₂O₄. FT-IR indicates that the absorption peak of Mn³⁺−O and Mn⁴⁺− O bonds has a red and blue shift with the increase of doping lanthanum in LiLa_xMn_2—xO₄, respectively. The charge-discharge test exhibits that the initial discharge capacity of LiLa_xMn_2—xO₄ drops off, and the capacity retention increases gradually at C/5 discharge rate with the increase of doping lanthanum, and LiLa_0.01Mn_1.99O₄ has a higher discharge capacity and a better cycling performance at 1C discharge rate. CV reveals that the doping La³⁺ is beneficial to the reversible extraction and intercalation of Li⁺ ions.     

中温固体氧化物燃料电池双钙钛矿PrBaCo2O5+δ作为潜在阴极的电化学性能研究

通过溶胶-凝胶制备双钙钛矿PrBaCo_2O_(5+δ)(PBCO)中温固体氧化物燃料电池阴极材料,研究结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)为四方结构.在100~850℃内,PBCO样品为金属导电机制.交流阻抗谱的测试结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)电极在800℃时的极化电阻为0.034 8Ω·cm~2.采用La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质为支撑体的单电池在800℃时的功率密度达到558.7 m W/cm2.     

双碳涂层LiMnPO4/C的制备及其电化学性能的研究

以碳酸锂、草酸锰和磷酸二氢铵为原料、抗坏血酸为还原剂和碳源、PEG400为分散剂,采用二次球磨混料二次煅烧并相结合的方法合成双碳涂层包覆纳米级磷酸锰锂,并用XRD、SEM和恒电流充放电技术研究了一次煅烧温度和时间、二次煅烧温度和时间对材料结构形态和电化学性能的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,650℃煅烧10 h的条件下所合成的LiMnPO4为橄榄石结构的纯相材料;材料晶粒的尺寸可达到几十纳米;在0.1 C下首次充电容量为110 mA·h/g,放电容量为87 mA·h/g,首次充放电效率为79%,经过50次循环后,放电容量保持率约为98%,具有一定的循环稳定性。