尖晶石型LiMn2O4 电极材料的制备及性能研究

以硝酸锰、硝酸锂和尿素为原料制备尖晶石型LiMn₂O₄ 锂离子电池电极材料, 考察了Li 和Mn 的比例、尿素用量、预置炉温、焙烧温度及时间等工艺条件对合成产物的组成结构及电化学性能的影响。最佳工艺条件下制备的产物具有纯净的尖晶石结构, 均一的颗粒度及优良的电化学性能。     

磁场作用下煤系针状焦的制备与电化学性能

以除去喹啉不溶物的煤沥青为原料,在自制的载磁反应釜中制备针状焦.通过改变体系聚合反应最大压力及最高温度,对针状焦制备过程中施加磁场后中间相形成阶段的温度、体系最大压力等工艺条件进行了探讨,研究了不同条件下制备的针状焦的结构与电化学性能.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪表征产物的结构特点；采用循环伏安法及电化学阻抗等分析方法表征了不同条件下制备的针状焦的电化学性能.在磁场作用下,体系最大压力为0.4 MPa、体系最高聚合温度为520℃时制备的针状焦具有最佳的结构及电化学性能.     

锂离子电池正极材料尖晶石LiMn_2O_4的固相合成与表征

对高温固相烧结法制备锂离子电池正极材料的合成工艺进行研究.根据正交试验结果确定的最佳合成工艺条件为反应温度750 ℃,反应时间24 h,锂锰原子数之比nLi∶nMn=1.05∶2.对优化条件下合成的正极材料LiMn2O4进行X射线衍射分析、扫描电镜观察和电化学性能检测.结果表明,该工艺条件下合成的LiMn2O4粉体具有良好的尖晶石结构形貌.组装成的电池在常温下初始比容量为97.38 mA*h/g.     

Al^3＋、Cl^掺杂LiMn2O4的电化学性能研究

采用以柠檬酸为配位剂的溶胶-凝胶法制备了复合掺杂Al、Cl两种元素的锂离子电池正极材料LiMn2_xAlxO4_yCly.采用X射线衍射、透射电子显微镜及充放电循环等方法分析研究了不同掺杂量对材料结构、粒径及电化学性能的影响.结果表明,制备的样品具有良好的尖晶石结构,其中LiMn1.9A10.103.9C10.1的高温(55C)循环性能最佳,初始放电比容量为105.2 mAh/g,25次循环后容量仅衰减4.37%.显示Al-Cl复合掺杂能有效的改善尖晶石的高温电化学性能.     

尖晶石型Li4Ti5O12的合成及其性能

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和热聚合法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O_12.通过X-射线衍射、扫描电镜显微镜、电化学阻抗和恒流充放电表征产物的结构、形貌及电化学性能.3种方法制备的Li₄Ti₅O₁₂均为尖晶石结构,用高温固相法所得的粉体颗粒较大,而用溶胶-凝胶法所得粉体颗粒最小,其平均粒度在200~350 nm范围内,表现出较好的电化学性能;溶胶-凝胶法制备的样品粉末在0.2 C倍率下首次放电容量为174.5 mAh/g,经过25次循环后容量衰减仅5.7%.     

Li4Ti5O12作为混合电化学电容器负极材料的电化学性能

通过XRD,SEM,BET及电化学测试等手段研究了高温固相合成条件对尖晶石Li4Ti5O12粉体结构、形貌、孔径分布的影响及其在Li4Ti5O12/C混合电化学电容器中的电化学性能.研究表明:采用800.℃合成温度,保温2.h的合成条件获得的尖晶石Li4Ti5O12中孔发达,电化学性能良好,其比表面积为4.4.m2·g-1.该样品采用175.mA·g-1充放电时的比容量约为150.mAh·g-1,功率特性和循环性能良好.     

微波法合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石

分别利用溶胶-凝胶、有机共沉淀、水热过程3种方法制备前驱体,通过辅助微波加热制备了高电压正极材料镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)尖晶石;利用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学交流阻抗谱(EIS)和充放电测试,对所制备材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征与测试。结果表明:不同制备方法所得前驱体经微波加热处理后均得到了立方结构的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石,晶体结构处于Ni/Mn分布有序与无序之间;溶胶-凝胶辅助微波法制备的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石结晶度较高,形貌规整,具有较好电化学性能,当放电流为0.2 C时,首次放电比容量为123.3 m A·h/g;在1 C下循环50圈后,容量保持率为94.5%。     

尖晶石型LiMn1.925Co0.025Ti0.025Sn0.025O4的合成及性能研究

利用高温固相法制备了尖晶石型LiMn2O4、LiMn1．925Co0．075O4、LiMn1．925Co0.0375Ti0.0375O4、LiMn1．925Co0．025Ti0.025Sn0.025O4锂离子电池正极材料，并用XRD、充放电测试、循环伏安、电化学阻抗测试等研究了其结构和电化学性能．结果表明：掺杂样品均为单一尖晶石结构，在0．2C和3．0-4．2V条件下恒流充放电，发现掺杂后材料的循环性能有很大改善，其中LiMn1．925Co0．025Ti0．025Sn0．025O4具有较高的放电容量，50次循环后容量衰仅为7．97％．活性物质在不同的电位下具有不同的电化学特性，电化学阻抗谱明显不同，并对其进行了解释．     

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118.860 mA·h/g,循环5次后,其比容量为 115.796 mA·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.     

层状液晶中聚苯胺纳米片的制备及其电容特性

以十二烷基硫酸钠、苯甲醇和苯胺的硫酸水溶液形成的层状液晶为模板,通过电化学沉积法制备聚苯胺纳米片.采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等测试手段对所得产物的形貌和结构进行表征,结果表明,在0.5mol·L-1硫酸以及0.75V沉积电位条件下制备的聚苯胺纳米片具有良好的层状结构;电化学性能测试结果表明,制备的聚苯胺纳米片具有良好的导电性和较大的比电容.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4/Ag的合成及表征

以醋酸锂、醋酸锰和硝酸银为原料,采用柠檬酸络合燃烧法制备LiMn₂O₄/Ag复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电以及交流阻抗技术分析和检测合成产物的物相、形貌及电化学性能.结果表明:LiMn₂O₄/Ag复合材料由LiMn₂O₄和金属Ag组成,银均匀地分布在LiMn₂O₄颗粒中;与LiMn₂O₄相比,LiMn₂O₄/Ag复合材料具有更高的比容量、更高的库伦效率和更低的极化;Ag的添加可提高LiMn₂O₄的循环性能,尤其是高倍率充放电循环性能.     

原料对液-固燃烧法合成尖晶石型LiMn_2O_4的影响

以晶体醋酸锂或尿素为反应体系的液相,研究了不同锂和锰为原料,液-固燃烧合成制备尖晶石型LiMn2O4的影响.实验结果表明,不同锂和锰为原料对液-固燃烧合成LiMn2O4的影响较大,其中醋酸锂和二氧化锰为原料,可得到单相的尖晶石型LiMn2O4的产物,但加入尿素不利于合成LiMn2O4;以碳酸锂和二氧化锰或碳酸锂和碳酸锰为原料,产物中都有杂质,但碳酸锂和二氧化锰为原料优于碳酸锂和碳酸锰为反应原料.     

热处理过程对湿化学法合成锂锰氧化物结构的影响

采用湿化学法在常压及温度低于100℃的水溶液中,使锂盐与锰盐发生化学反应生成LiMn     

LiBOB合成及其在锰酸锂高温型电解液中的应用

为提高锰酸锂的高温循环性能,以草酸、硼酸、氢氧化锂为原料,用固相法合成锂盐LiBOB;并利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、热重-差热分析（TG-DTA）对锂盐结构、形貌及热稳定性进行表征和测试;研究了LiBOB/EC+PC+EMC体系对锰酸锂高温循环性能的影响.实验结果表明,LiBOB具有良好的结晶性和热稳定性,1 C倍率下锰酸锂电池高温循环200次后,容量保持率为97.15%.     

Li_2CO_3和MnCO_3合成LiMn_2O_4的改进

Li2 CO3 和MnCO3 中加入少量柠檬酸或草酸 ,在 5 5 0～ 75 0℃间 ,焙烧 6～ 10h制备了LiMn2 O4 。用TG/DTA ,XRD ,TEM对样品的结构和性质进行了研究。发现在 6 5 0℃焙烧 6h制备的样品具有完整的尖晶石结构 ,样品的平均粒度为 40nm     

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％。     

合成条件对LiMn2O4微观结构及电化学性能的影响

探讨了热处理制度中合成温度,保温时间及原料中Ｍｎ／Ｌｉ摩尔比诸因素对ＬｉＭｎ２Ｏ４和结构和电性能的影响,为制备性能优良的ＬｉＭｎ２Ｏ４材料提供了理论依据。     

Nanostructured LiMn2O4 and their composites as high-performance cathodes for lithium-ion batteries

Improvement of the energy density and power density of the lithium-ion batteries is urgently required with the rapid development of electric vehicles and portable electronic devices. The spinel LiMn2O4 is one of the most promising cathode materials due to its low cost, nontoxicity, and improved safety compared with commercial LiCoO2. Developing nanostructured electrode materials represents one of the most attractive strategies to dramatically enhance battery performance, such as capacity, rate capability and cycling life. Currently, extensive efforts have been devoted to developing nanostructured LiMn2O4 and LiMn2O4/carbon nanocomposites to further improve the rate capability of lithium-ion batteries for high-power applications. In this paper, recent progress in developing nanostructured LiMn2O4 and LiMn2O4/carbon nanocomposites is reviewed, and the benefits to the electrochemical performance of LiMn2O4-based cathodes by using these electrode materials are also discussed.     

凝胶法制备尖晶石LiMn_2O_4

用柠檬酸凝胶法和草酸凝胶法制备了尖晶石LiMnO4 ,用X -射线衍射、透射电镜 ,差热分析和充放电测试研究了样品的结构和性能。依据Scherre公式计算出样品粒径在 2 8 5～ 34 2mm之间 ,75 0℃焙烧 4h制备样品的初充放电容量为 114 3mAh/g .