基于控制结晶法制备的锂离子电池正极材料球形锰酸锂

采用控制结晶法,以MnSO4,NH4HCO3和氨水为原料制备了球形MnCO3。所得产品的振实密度为2.1 g/cm3,粉末粒度约为20μm。研究了MnCO3在不同温度下的热分解性能,对热分解产物的差热/热重分析和X射线衍射分析发现,MnCO3的热分解反应分两步进行,在300℃时开始分解,生成中间产物MnO2;在520℃时,MnO2开始转化为Mn2O3,至560℃时完全转化为立方相的球形Mn2O3。实验所确定的MnCO3完全分解为立方相球形Mn2O3的最佳条件为在560℃下加热4 h。以LiCO3为锂源材料,在750℃下与球形Mn2O3一起焙烧,制备得到球形LiMn2O4。其在25℃和0.4C倍率下的首次充放电容量分别为131和125 mA.h/g,90次循环的容量保持率为84%。

用于锂离子电池球形锰酸锂的工业化制备研究

本文以氢氧化锂、醋酸锰及碳酸锰为原料,采用液相法合成凝胶浆料和半固相浆料,利用喷雾干燥法获得球形锰酸锂前驱体,研究了动态焙烧喷雾干燥前驱体制备球形锰酸锂正极材料用于锂离子电池。研究结果显示,动态低温分解与高温分解相结合的方法能有效保持前驱体的球形,合成的球形锰酸锂具有良好的电化学性能。该方法适合于工业化生产球形锂离子电池正极材料。

乳液法制备球形锰酸锂及其影响因素

文章介绍了目前锂离子电池正极材料球形化制备的情况,对乳液法二次造粒的方法及其机理进行了初步探讨。以微波合成法制备的LiMn_2O_4作为一次颗粒,采用一种特殊的乳液法二次造粒,初步制备了球形LiMn_2O_4正极材料。对二次造粒的产物进行了SEM、XRD分析,测试了其振实密度,发现在二次造粒过程中一次颗粒有一定生长,二次颗粒球状形貌还不够理想,分析了原因,为进一步研究打下基础。

球形锰酸锂电池制备及性能的计算机图像分析

动态高温分解和低温分解结合使用合成的球形锰酸锂材料具有非常优异的电化学性能。工业化生产球形锂离子电池正极材料采用这种方法制备的产品质量可靠且成本较低。以醋酸锰、氢氧化锂、碳酸锰为基本材料,用液相法合成凝胶浆料和半固相浆料,利用喷雾干燥法制备了球形锰酸锂前驱体,最后动态焙烧喷雾干燥前驱体制备球形锰酸锂正极材料,并对其性能进行了计算机图像分析。

尖晶石锰酸锂颗粒的物理特性对电化学性能的影响

采用液相氧化还原法合成了球形二氧化锰和无规则形状的二氧化锰,以此为原料,合成了球形锰酸锂和无规则形状的锰酸锂,比较了球形锰酸锂与无规则形状锰酸锂的物理化学性能及电化学性能的差异,结果表明:球形锰酸锂粒度分布范围窄,比表面积小,充放电循环特性在常温下十分稳定,在高温下也得到较大的改善。

表相掺杂Co的球形LiMn_2O_4制备及其电化学性能

通过CoSO4与LiOH溶液的沉淀反应,在球形Mn2O3前驱体表面包覆Co(OH)2,再与Li2CO3混合后于750℃下高温烧结20h,得到表相掺杂Co的尖晶石锰酸锂正极材料。SEM和XRD结果表明,合成样品为球形,表面粗糙,属于单一的立方晶系尖晶石结构,无其它杂相产生。与纯相LiMn2O4相比,表相掺杂Co的正极材料在室温和55℃时的循环比容量和电化学性能均得到一定提高。

表面掺杂Al的球形尖晶石LiMn_2O_4的高温循环性能

采用控制结晶工艺合成了球形Mn3O4,通过在球形Mn3O4的表面包覆Al(OH)3,然后与LiOH一起混合焙烧制备了表面掺杂Al的尖晶石LiMn2O4。采用SEM,XRD,EDS以及电池系统测试等方法,研究了所制备材料的结构和性能。SEM分析表明:表面掺杂后,Al(OH)3均匀地包覆在颗粒表面。XRD和EDS分析表明:焙烧后,Al元素占据了Mn的位置,且颗粒表面的Al含量高于其总体的平均含量,说明Al只是在表面富集,即表面掺杂。电池测试表明:表面掺杂后,尖晶石LiMn2O4的初始充放电容量有所下降,但在高温55℃下的循环性能有显著的提高,表面掺杂6%Al的尖晶石LiMn2O450次循环的容量保持率从68.3%提高到79.0%。说明以Al3+作为掺杂离子通过表面掺杂来改善LiMn2O4的高温循环性能是有效的。