非化学计量比尖晶石型锂离子电池正极材料的合成与表征

采用阴阳离子复合掺杂,以共沉淀法、超声共沉淀法、Pechini法和高温固相法合成掺杂锰酸锂前驱体,使用三段热处理方式,即650℃预烧、780℃烧结、550℃回火制备掺杂非化学计量尖晶石Li1.05Co0.05Ni0.05Mn1.9O3.9F0.1.通过化学容量分析测定Mn含量和平均价态,用粒度分布、电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学性能测试对产物进行表征.结果表明产物的Mn含量和平均价态与理论值吻合.比较各种合成方法,超声共沉淀法产物的粒径分布最窄、比表面积最小(0.96m2·g-1)、晶型完整、衍射强度最大、结晶性能最佳、晶格常数a为0.821nm、晶粒尺寸L为57.78nm.经装配电池电化学性能测定,超声共沉淀法产物的初始容量更高,循环性能更稳定,经30次循环后容量衰减仅9.3%.

尖晶石型LiCo_(0.05)Ni_(0.05)Mn_(1.9)O_(3.9)F_(0.1)的合成与表征

以阴阳离子复合掺杂为基础,采用超声共沉淀法、Pechini法和高温固相法合成尖晶石型掺杂锰酸锂前驱体,使用3段热处理方式,即650℃预烧、780℃烧结、550℃回火制备得到掺杂尖晶石LiCo0.05Ni0.05Mn1.9O3.9F0.1。通过化学容量分析测定Mn含量和平均价态,用粒度分布、电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学性能测试对产物进行表征。结果表明产物的Mn含量和平均价态与理论值吻合。3种合成方法相比,超声共沉淀法产物的粒径最窄,比表面积最小(14919cm2/cm3),晶型完整,衍射强度最大,结晶性能最佳,晶格常数为0.821nm,晶粒尺寸为57.48nm;经装配电池电化学性能测定,超声共沉淀法产物的比容量更高,循环性能更稳定,经30次循环后容量衰减仅7.2%。

Mg、F复合掺杂尖晶石LiMg_(0．1)Mn_(1．9)O_(3．95)F_(0．05)的合成和电化学行为研究(英文)

以己二酸为配位体采用溶胶-凝胶法合成了LiMn_2O_4,Mg掺杂或Mg和F复合掺杂的尖晶石锂镁氧化物正极材料。对合成出的样品采用X-射线衍射仪、X-光电子能谱、扫描显微电子镜、循环伏安测试和充放电测试仪进行了详细的研究。X-射线衍射结果表明,所有的样品都具有相同的纯尖晶石相,LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_4和LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_(3.95)F_(0.05)与LiMn_2O_4的样品相比,具有较小的晶格参数和晶胞体积。X-光电子能谱试验结果表明,在LiMn_2O_4中,Mn^(3+)和Mn^(4+)的相对量分别为50.2%和49.8%,而LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_(3.95)F_(0.05)中Mn^(3+)和Mn^(4+)的相对量分别为48.4%和51.6%。扫描电镜结果显示,LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_(3.95)F_(0.05)颗粒尺寸略小、尺寸分布窄,形态结构更为规整。循环伏安实验显示,Mg和F复合掺杂的尖晶石具有更好的可逆性。LiMn_2O_4,LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_4,LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_(3.95)F_(0.05)样品的首次放电能量和能量保持率分别为123、111、114 mAh·g^(-1)和86.5%、92.3%、90.9%,且LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_4和LiMg_(0.1)Mn_(1.9)O_(3.95)F_(0.05)具有比LiMn_2O_4更高的库仑效率。

亚微米LiCu_(0.1)Mn_(1.9)O_(3.9)F_(0.1)电极活性材料的合成与性能

采用溶胶-凝胶法制备了F-和Cu2+复合掺杂的LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1锂离子电池正极材料.XRD和SEM表征表明合成产物具有良好的尖晶石结构,样品粒度为亚微米级,且分布均匀;电化学性能测试结果表明,掺杂后样品的电化学阻抗较小,首次放电容量达112mA·h/g,充放电循环50次后,容量保持率为89.1%,电极材料具有较好结构稳定性和电化学性能.同时还探讨了LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1的合成及掺杂机理.

锂离子电池正极材料LiCu_(0.05)Mn_(1.95)O_(3.9)F_(0.1)的结构与电化学特性(英文)

以溶胶-凝胶法合成了阴阳离子复合掺杂尖晶石型锰酸锂正极材料LiCu0.05Mn1.95O3.9F0.1,XRD表征合成产物具有良好的尖晶石结构;SEM测试表明所合成产物的颗粒达到了亚微米级,且分布均匀,形貌较好。以该物质作为锂离子电池的正极材料组装成扣式电池,经充放电循环测试可知:LiCu0.05Mn1.95O3.9F0.1材料比LiMn2O4正极材料能够更好地抑制电池的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出很好的电化学可逆特性。

不同方法合成的LiMn_(1.9)Al_(0.05)Mg_(0.05)O_(3.9)F_(0.1)的性能

比较了硝酸盐-氨基乙酸燃烧(GNC)法和溶胶-凝胶(SG)法合成的锂离子电池电极材料Li Mn1.9Al0.05Mg0.05O3.9F0.1的电化学性能。不同的合成方法,导致材料的晶相结构、形貌、比表面积及电化学性能上的差异。与SG法相比,GNC法合成的样品电化学性能更好,在25℃、55℃时,第20次循环的容量保持率分别为98.1%、93.1%。