λ-MnO_2在不同电解质水溶液中的稳定性

λ—MnO2 在非水溶液中作为锂二次电池正极材料近年来进行了广泛的研究 ,但在水溶液中研究较少。使用SEM、XRD、UV -VIS技术研究了在λ -MnO2 制备过程中表面形态的变化及其在碱性 (9mol/LKOH)和中性 (5mol/LLiNO3)电解液中的稳定性。实验表明 ,λ-MnO2 在室温下 (≤ 35℃ )碱性 (9mol/LKOH)中是稳定的 ,在高于 50℃时晶型则转化为δ-MnO2 。

基于废旧锂离子电池正极材料LiMn_2O_4制备λ-MnO_2催化剂

Manganese oxide was obtained by selective chemical leaching of lithium ion out from the spent LiMn2O4 electrode materials and in-situ phase transformation.The prepared manganese oxide was characterized by X-ray power diffraction (XRD) and showed cubic λ-MnO2.The λ-MnO2 powder was found to be an effective catalyst for the synthesis of iso-amyl acetate from acetic acid and iso-amyl alcohol.The reaction results showed that when the leaching sulfuric acid concentration was 0.5 mol·L-1 and reaction time was 3 h,λ-MnO2 showed the best catalytic activity and excellent selectivity for esterification of iso-amyl acetate(yield 94.62%).

λ-MnO_2在碱性电液中的电化学性质研究

通过恒电流放电、循环伏安、循环充放电、ＸＲＤ等实验技术研究了λ－ＭｎＯ２在９ｍｏｌ／ＬＫＯＨ中的电化学性质。结果表明λ－ＭｎＯ２的放电曲线与ＥＭＤ放电曲线基本相似，开路电压较高，但工作电压较ＥＭＤ的低，容量也稍低，但远较β－ＭｎＯ２高。放电区间质子的扩散过程与ＥＭＤ基本相似，扩散机理未发生明显的变化，因而λ－ＭｎＯ２在碱性溶液中的放电机理为质子嵌入机理，放电产物为β－ＭｎＯＯＨ。

Li-MnO_2电池新型正极材料——λ-MnO_2的合成与电化学性能研究

采用酸处理尖晶石型LiMn2O4的方法合成了λ-MnO2。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒流放电测试等对λ-MnO2的结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,合成的λ-MnO2具有类似于LiMn2O4的尖晶石型晶体结构,形貌规则,晶粒细小,粒径分布均匀;将其作为正极材料组装成Li-MnO2电池,以0.025C倍率放电,得到了3.98V和2.88V两个放电平台,放电比容量达268mAh/g,且其放电平台和比容量受放电倍率影响较小。

λ-MnO2/PPy复合电极的制备及其电化学辅助锂离子选择性吸附性能

λ-MnO_2是锂离子选择性吸附材料,适用于从成分复杂锂含量低的盐湖卤水中提取锂,然而这种方法依然存在着吸附平衡时间长、因锰溶损而导致的重复使用性差等问题.将λ-MnO_2制作成电极,通过电化学辅助MnⅢ/MnⅣ转换被认为是提高锂吸附速率的途径之一.为了减少电化学辅助提锂过程中锰溶损现象、提高电极重复使用性能,本研究提出聚吡咯(PPy)包覆λ-MnO_2颗粒制作λ-MnO_2/PPy复合电极.电化学研究结果表明,PPy的包覆提高了LiMn_2O_4颗粒间及其与基体电极之间的导电性,加之PPy包覆层的物理阻隔作用,显著改善了电极中活性物质的提锂效率和重复使用性能.研究结果表明,利用λ-MnO_2/PPy电极进行电化学辅助锂离子提取的效率可达到17.1mg·g^(-1)·h^(-1).

λ-MnO_2及其在碱锰电池中的应用

综述了用酸处理锰酸锂制备λ-MnO2的方法及制备过程中的各种影响因素、λ-MnO2的晶体结构和物化性能,指出在碱锰电池中掺用λ-MnO2可提高电池的重负荷放电性能。

Sol-Gel合成LiMn_2O_4及其锂离子脱嵌/嵌入性能与结构的研究

采用溶胶-凝胶前驱体法合成了正尖晶石结构的LiMn2O4,研究了产物的结构、性能以及最佳的制备条件。结果表明,原料的配比和干胶的焙烧温度对产物的组成、结构以及颗粒形态有重要的影响。进一步的研究表明,LiMn2O4在1.0 mol L-1 HCl中酸浸120 h可得高纯度的-MnO2,-MnO2浸锂后得到Li+与LiMn2O4所形成的固溶体Li1.01Mn2O4,其锂离子脱嵌/嵌入在结构上是可逆的。固溶体Li1.01Mn2O4的形成可提高材料的锂离子筛分性能。

基于废旧锂离子电池正极材料LiMn_2O_4制备MnO_2及其电化学性能

以废旧锂离子电池LiMn2O4正极材料为原料,通过控制酸浸条件分别制备出λ-MnO2纳米粒子和β-MnO2纳米棒,研究作为一次电池电极材料和超级电容器电极材料的相关电化学性能。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和恒电流充放电、循环伏安等测试手段对样品成分、形貌和电化学性能进行分析表征。实验表明:在常温常压下,采用0.5mol.L-1的H2SO4酸浸3h可制备出λ-MnO2纳米颗粒;而于140℃水热条件下,采用2mol.L-1的H2SO4酸浸24h可制得β-MnO2纳米棒。λ-MnO2纳米颗粒和β-MnO2纳米棒作为Li/MnO2一次电池电极材料的放电比容量分别为142mA.h.g-1和275mA.h.g-1,而市售β-MnO2放电比容量为163mA.h.g-1。此外,作为对称型超级电容器的电极材料也表现出较好的超级电容特性,在1mol.L-1的Na2SO4电解液中,λ-MnO2和β-MnO2的恒流充放电比电容分别为87.4F.g-1和85.7F.g-1,高于市售β-MnO2的恒流充放电比电容(76.1F.g-1)。

正尖晶石型LiMn_2O_4的制备及性能

采用乙二胺四乙酸-柠檬酸(EDTA-CA)络合法,以硝酸锂、硝酸锰为原料制备了正尖晶石型LiMn2O4超细粉末晶体,采用FTIR、TG-DSC、XRD、SEM、TEM和BET等手段对LiMn2O4的前驱体及LiMn2O4粉末进行了表征.结果表明:当Li/Mn摩尔比为0.6、(Mn+Li)/(EDTA+CA)摩尔比为0.5时,在600℃下煅烧4 h,制备出的LiMn2O4粉末为正尖晶石型,其BET比表面积为7.994 8m2/g,粒径小至40 nm,有轻微团聚.LiMn2O4脱嵌后对Li+的最大吸附容量达5.3mmol/g.

高稳定性NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料的制备与表征

通过固相法合成了具有典型NASICON结构的NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料,碳质量分数为5%。以该材料为负极,以制备的λ-MnO_2为正极,在1 mol/L的Na_2SO_4水溶液中测试了NaTi_2(PO_4)_3/C复合材料的电化学性能。结果表明:在0.1C下该材料的比容量达到82 mAh/g;在1.5C下初始比容量达到54 mAh/g,500次循环后为48 mAh/g,容量保持率为88.9%。NaTi_2(PO_4)_3/C材料具有优良的循环性能和倍率特性,且材料的制备工艺简单,绿色环保,作为水系钠离子电池的负极具有较好的应用前景。

锂离子筛λ-二氧化锰的固相法制备及其对锂离子的选择性

以单水氢氧化锂和四氧化三锰为原料,用固相法制备出尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4),经硝酸洗涤脱锂后制备了锂离子筛λ-二氧化锰。测定了锂离子筛λ-二氧化锰的饱和吸附量、pH滴定曲线及分配系数,讨论了焙烧时间对前驱体锂洗脱率、锰溶损率及锂离子筛吸附性能的影响。结果表明,前驱体锰酸锂经硝酸一次酸洗后,锂洗脱率和锰溶损率分别为95%和25%;经固相法制备的锂离子筛在含0.1 mol/L氢氧化钠和10 mmol/L氯化锂的混合溶液中对锂离子的饱和吸附量为30.9 mg/g,达到理论饱和吸附量(40.2 mg/g)的76.9%;pH滴定曲线及锂离子筛对锂离子、钠离子、钾离子的分配系数均表明,该锂离子筛对锂离子具有很高的选择性。

用离子筛从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法

本发明是用离子筛从废旧锂离子电池中分离回收锂。它的基本特征在于用λ-MnO2离子筛作为吸附剂，对处理后的废旧锂离子电池酸溶解液中的L+离子进行选择性吸附，当Li+离子被吸附到λ-MnO2离子筛的晶隙中后，再用稀盐酸溶液对吸附在离子筛晶隙中的L+离子进行洗脱，从而达到分离和回收铿的目的。该方法工艺简单，回收率高，锂的纯度高。有利于环境保护。