正交层状LiMnO2在电化学循环过程中的相变和活化特性

用高精度非原位XRD结合Rietveld结构精修对固相法制备的正交层状LiMnO2(简写为o-LiMnO2)在电化学循环过程中的相变进行了研究。结果表明:首次循环就出现相变,循环5次后o-LiMnO2相变完全;产物中除了有类尖晶石型锰酸锂(Li0.86Mn0.14)(Mn0.92Li0.08)2O4(Fd3m)外,还证实了文献的理论计算和晶体学推测出的岩盐型锰酸锂(Li,Mn)O2(Fm3m)的存在;并定量计算了两物相的相含量。证实两物相均参与了电化学循环,其中类尖晶石型锰酸锂对电化学容量的变化起主要作用;岩盐型锰酸锂在电化学循环过程中逐渐向类尖晶石型锰酸锂转变,使电极的放电容量不断增加,这种转变停止时,放电容量达到最大,活化过程结束。

层状LiMnO_2的固相合成及电化学性能

以Mn2O3和氢氧化锂为原料,通过焙烧合成出o-LiMnO2。用X射线衍射和扫描电镜对不同温度下合成的粉末样品进行了表征,并研究了材料的电化学性能。通过对不同温度条件下烧结样品的晶胞参数、布拉格(110)晶面峰半高宽及电化学性能研究发现:600℃下合成样品的半高宽最大,堆垛层错率高,同时电化学性能也最好,首次放电容量达到156mAh·g-1,20次循环后仍保持在140mAh·g-1以上。中高温固相合成的o-LiMnO2材料,在晶粒范围大小相近时,材料电化学性能与材料堆垛层错率相关。

层状LiMnO_2的软化学法合成及电化学性能的研究

采用软化学法合成了单斜结构的层状LiMnO2材料.首先用流变相法合成层状单斜结构的前驱体NaMnO2,然后由溶剂热法在120℃得到具有层状单斜结构的产物LiMnO2.用X 射线衍射图谱表征了前驱体及反应产物的结构,用扫描电子显微镜测定了反应产物的形貌,并对反应产物的电化学性能进行了初步研究.结果表明,层状LiMnO2材料表现出良好的电化学充放电循环性能.在室温和25mA/g的充放电速率下,LiMnO2/Li电池的首次放电比容量为131mA·h·g-1,第30次放电比容量为128mA·h·g-1.

层状LiMnO_2的结构与改性研究进展

比较了两类不同的层状LiMnO2———m-LiMnO2和o-LiMnO2的结构和性质。解释了层状LiMnO2结构不稳定、易向尖晶石结构转变的原因。介绍了层状LiMnO2的改性方法,尤其是不同元素掺杂和表面改性。

固相法制备层状结构LiMnO_2正极材料

阐述了层状结构LiMnO2正极材料固相合成反应的基本原理;分析了该正极材料的多种固相合成方法,包括低温固相法、化学还原法、机械化学法和高温固相法等;综述了由不同的锰源固相法合成层状结构LiMnO2正极材料的研究现状,并对其发展前景进行了展望。

水热法制备正交结构层状LiMnO_2正极材料的研究进展

层状LiMnO2正极材料的理论容量几乎为尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)的2倍,研究和应用前景广阔。作者较详细的介绍了近年来国内外有关水热法制备层状LiMnO2正极材料的研究工作,评述了由不同锰源制备层状LiMnO2正极材料所存在的优缺点,对今后水热法制备层状LiMnO2正极材料的研究及发展前景进行了展望。

锂离子电池用层状LiMnO_2的合成及性能

采用离子交换法合成了准确化学计量比的层状LiMnO2锂离子电池正极材料.通过热重分析确定了前驱体NaMnO2的焙烧温度为800℃,通过XRD测试确定了前躯体的焙烧时间为48 h.采用电子扫描电镜测试LiMnO2材料的颗粒平均粒径为3μm.在2.0～4.5 V(vs Li/Li+)条件下进行充放电测试,结果表明LiMnO2经过50次循环后,放电比容量仍可达到125 mAh/g(0.2 C).

层状LiMnO_2的溶胶凝胶法合成及其改性

采用溶胶凝胶法合成了锂离子电池正极材料层状锰酸锂(o-L iMnO2),并对其进行了N i2+掺杂改性研究,优化了层状L iMnO2的合成路径及制备条件.采用XRD、充放电实验和交流阻抗测试方法研究了N i2+的掺入对o-L iMnO2充放电容量的影响.结果表明N i2+的掺入明显提高了锰酸锂的放电比容量和循环性能,抑制了循环过程中电池阻抗的增加.

层状LiMnO_2的水热合成

采用X射线衍射的方法系统研究了由Mn2O3和LiOH作为反应物时,正交层状LiMnO2的水热合成条件.结果表明,在200℃温度下,Mn3^＋与Li^＋的摩尔比小于等于1∶10,反应2 h以上可获得纯的产物.Rietveld分析表明,产物为正交层状结构,空间群为Pmnm,晶胞参数为a=566（3）,b=5.751（2）,c=2.808（1）;晶体结构中,在2a位置有2%～3%的Li^＋、Mn^3＋占位无序.对200℃温度下,Mn^3＋与Li^＋的摩尔比为1∶10,反应2 h合成的正交层状LiMnO2的电化学性能测试表明,在0.1C的电流下,循环3次后放电容量可达175 mAh·g^-1.

锂离子动力电池正极材料层状LiMnO_2的研究进展

介绍了锂离子动力电池正极材料锂锰氧化物中尖晶石型LiMn2O4、层状o-LiMnO2、m-LiMnO2和r-LiMnO2的晶体结构及电化学性能,阐述了制备层状LiMnO2的几种方法,重点讨论了近年来对层状LiMnO2进行的掺杂改性研究。探索掺杂不同离子对层状LiMnO2进行改性是提高其电化学性能的研究发展趋势。

锂离子电池正极材料LiMnO_2的掺杂及其电化学性能

采用水热法合成了用于锂离子电池正极材料的LiMxMn1-xO2(M=Mg,Y,Zr)化合物.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对材料的晶体结构和形貌进行了表征,材料的电化学性能通过恒流充放电和交流阻抗谱(EIS)进行测试,分析了掺杂元素在改善材料性能中的作用.结果表明,掺杂后的LiMxMn1-xO2正极材料循环性能优于未经掺杂的材料.其中以掺杂钇的Li0.99Mn0.979Y0.021O2正极材料循环性能最佳,在室温下,充放电电流密度为50mA·g-1时,60次循环后放电容量为226.3mAh·g-1.

锂离子电池正极材料LiMnO_2的表面修饰及电化学性能

运用热处理技术分别制备B2O3、CuO和FePO4包覆的LiMnO2锂离子电池正极材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的晶体结构和表观形貌进行分析,通过恒电流充放电以及电化学阻抗技术(EIS)分析其电化学性能。结果表明:包覆后材料的电化学阻抗与Warburge阻抗值有所增大,但包覆能有效抑制正极材料LiMnO2在电化学过程中锰的溶解,改善和提高材料的充放电循环性能和结构的稳定性。

聚阴离子掺杂LiMnO_(2-y)X_y(X=BF_4^-,SiO_3^(2-),MoO_4^(2-),PO_4^(3-),BO_3^(3-))材料的合成及其电化学性能

采用水热法合成了聚阴离子掺杂LiMnO2-yXy(X=BF4-,SiO32-,MoO42-,PO43-,BO33-,y=0.01、0.03、0.05)锂离子电池正极材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和恒电流充放实验,研究了不同掺杂离子和掺杂量对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量聚阴离子的掺杂未改变正交LiMnO2的晶体类型,但增大了材料晶胞体积,改善了材料的电化学循环性能。电化学交流阻抗(EIS)测试结果表明,聚阴离子掺杂增大了材料电荷转移阻抗,但明显提高了材料中Li+的扩散能力。

软化学法合成正交结构LiMnO_2及其电化学性能

研究以氢氧化锂和三氧化二锰为原料，用软化学法制备具有正交结构的锂离子电池正极材料LiMnO2。用X射线衍射法确定了材料的结构，用扫描电镜考察了材料形貌和反应时间的关系，观察结果显示得到的LiMnO2的粒子尺寸在300～500nm。结合循环伏安法和交流阻抗分析研究了合成条件对材料组织结构、尺寸与电化学性能的影响。材料的电化学性能测试结果表明，合成的正交扭曲结构LiMnO2（o-LiMnO2）材料在电化学过程中初期表现了较好的电化学性能。但材料在电化学过程中逐步向尖晶石结构相LiMn2O4转变，容量产生衰减，其循环寿命有待更进一步改善。

稀土镧掺杂层状锰酸锂正极材料的制备与性能

采用溶胶凝胶法制备层状LiMnO2,并掺杂不同比例的稀土元素进行改性。XRD分析结果表明,掺杂镧元素的层状锰酸锂呈斜方晶系,纯度较高。SEM照片显示这种产物为层状结构,且粒度大小分布较为均匀。用循环充放电测试考察了产物的电化学性能,结果显示掺杂6%La的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为128mAh/g,但循环稳定性较差;而掺杂了4%La的层状锰酸锂则表现了良好的循环稳定性,首次放电比容量达到了102mAh/g,多次充放电之后容量基本没有衰减,仍然能保持较高的比容量。从交流阻抗数据分析,掺镧量为4%的样品扩散阻抗较小,充放电可逆性较好。

层状锰酸锂正极材料的掺杂改性及性能

采用溶胶-凝胶法制备层状LiMnO2的正极材料，并对其进行不同比例的过渡元素钴镍镧铈掺杂改性。用XRD以及SEM对其进行物相和表面形貌的分析，同时用锂离子电池模具装配电池以及进行恒电流充放电、循环伏安等电化学测试，分析了掺杂元素对其电化学性能的影响。XRD分析结果表明所合成的锰酸锂材料呈斜方晶系，SEM形貌显示产物为明显的层状结构，循环充放电测试结果表明掺杂2％Ni2％Co6％Ce的层状锰酸锂正极材料的初次放电比容量为161．8mAh／g，循环稳定性较好：而掺杂了6％Co4％La的层状锰酸锂正极材料的初次放电容量为111．5mAh／g，表现了很好的电化学性能。

层状锰酸锂的制备方法研究

层状LiMnO2被认为是最有发展前途的锂离子电池正极材料之一,是目前新能源材料研究的热点.本文研究了高温固相法+碳热还原法,离子交换法,水热合成法和流变相法等多种工艺制备层状LiMnO2,通过实验结果对比了各种制备工艺工业化的可行性,为层状LiMnO2实现商业化提出了建议.研究结果表明:水热合成法在160℃下,Li/Mn=2∶1时,可得到层状LiMnO2;而流变相法在Li/Mn=1∶1时,即可得到LiMnO2.

层状LiMnO_2正极材料的研究进展

层状LiMnO2 化合物的研究是目前锂离子电池正极材料锂锰氧化物研究工作的新热点 ,本文综述了近年来国内外LiMnO2 化合物的研究进展 ,主要阐述了具有层状和扭曲层状结构的m LiMnO2和o LiMnO2 的结构、电性能、合成和改性方法等方面的研究状况 ,重点介绍了离子交换法合成层状LiMnO2 的原因和机理。探索新的合成方法和掺杂其它金属离子改性以提高循环性能是今后LiMnO2 的研究趋势。

锂离子电池层状LiMnO_2正极材料的研究进展

论述了锂离子电池层状LiMnO2正极材料的结构、性能、制备、存在的问题和掺杂改性等方面的研究状况,讨论了今后层状LiMnO2的研究趋势。

原位氧化插层法制备层状LiMnO_2及其机理与性能

以Mn(OH)2作为反应前驱体, LiOH为锂化剂, (NH4)2S2O8为氧化剂, 采用原位氧化插层反应方法, 在缓和的实验条件下合成出层状正交结构LiMnO2. 采用X射线粉末衍射(XRD)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、透射电子显微镜(TEM)及核磁共振(7Li-NMR)等手段对样品进行了表征, 结果表明, 使用该方法可以获得单一相、晶型较好、纯度较高的样品. 电化学测试表明该方法合成样品具有较好的电化学性能: 首次放电容量达到208 mAhg-1, 30周循环后放电容量仍保持在180 mAhg-1.