在微波辐照下Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4尖晶石的固相合成

采用微波直接加热方法在不同温度与氧分压条件下制备出Li_(1+x)Mn_(2-x)0_4(x=0、0.025、0.05、0.15)尖晶石氧化物。利用XRD与SEM/EDX等手段研究了合成样品的晶体结构、形貌特征以及相交特点。在850～1200℃氧气氛下加热时,合成的样品由立方尖晶石相和微量的杂相Li_2MnO_3组成,而且随着温度升高,晶体中阳离子混合现象减少,晶体结构的对称性增大,但是晶体结构的参数基本不变。Li_1+xMn_2-x0_4样品中杂相Li_2Mn0_3的含量随x的增大而增加。在相同的温度与氧分压下,用微波加热合成的尖晶石氧化物的热稳定性比用常规加热方法合成的高。用微波加热合成的尖晶石氧化物结晶度好,晶体颗粒呈规则的八面体或多面体形态。

LiNO_3熔融盐Li^+插入法对LiMn_2O_4的化学修饰——富锂尖晶石Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4的合成

采用含锂熔融盐锂插入法对具有尖晶石结构的二次锂电池正极材料LiMn2O4进行化学修饰,得到了一系列富锂的锂锰氧化物,通过ICP分析和草酸-高锰酸钾标准返滴定法确定了LiMn2O4及其修饰产物的化学式.研究表明:利用LiNO3为熔盐能够对LiMn2O4进行有效的锂插入反应,得到富锂产物;随着反应温度的增加和反应时间的延长,产物的Li、Mn摩尔比均呈现逐渐增加的趋势,并且温度越高趋势越明显;但是过高温度和过长时间都会导致Li2MnO3的生成.

Al掺杂对尖晶石型Li[Mn(Al)]_2O_4结构的影响

采用共沉淀法按不同 Al掺杂比例 x[x=n( Al)∶ n( Mn+ Al) =0 ,0 .0 2 5 ,0 .0 5 0 ,0 .1 0 0 ,0 .1 5 0 ,0 .2 0 0 ]制得了 Al( OH) 3 和 Mn3 O4混合物 ,将其与 Li NO3 按一定比例混合 ,在空气中于 70 0℃烧结得Li[Mn( Al) ]2 O4样品 .X射线衍射和 Raman光谱结果表明 ,在 0≤x≤ 0 .2 0范围内均得到了单相的尖晶石型样品 ,随着 x的增加 ,晶胞参数减小 ,晶格振动能量增加 ,Mn( Al)— O的结合增强 ,结构稳定性增强 .

锂离子电池正极材料Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4的Jahn-Teller效应

锂离子电池正极材料在循环过程中存在着容量衰减的问题,其中Jahn-Teller效应是锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4在应用中容量衰减的难点。文章利用溶胶凝胶法制备富锂尖晶石Li1+xMn2-xO4,通过X射线衍射、晶格参数和cMn4+/cMn3+比值等参数,研究尖晶石LiMn2O4的Jahn-Teller效应;结果表明,当煅烧温度t=650℃,x=0.05时,有利于抑制Jahn-Teller效应。

喷雾干燥法制备Li_(1.2)Mn_(0.4+x)Ni_xCr_(0.4-2x)O_2及其结构与电化学特征

利用喷雾干燥法合成了富锂三元正极材料Li1.2Mn0.4＋xNixCr0.4-2xO2（x=0，0．05，0．10，0．15，0．20，以下简称为SD1-SD5），并利用XRD，XPS，ICP，TEM，SEM等手段对材料进行结构，元素价态，形貌及电化学性能等方面的表征。SD1-SD5系列样品都具有层状结构，其所含的Cr元素为Cr^6＋和Cr^3＋共存，而Ni元素价态为＋2．5价，Mn元素为＋4价。SDl。SD4样品中由于存在非晶态的Li2CrO4，导致样品表现出强烈的吸湿性。这个问题可通过水洗处理来解决，且水洗处理对于改善该系列材料的电化学性能有明显的效果。SD1-SD5系列样品中，SD1与SD4样品电化学性能较好，以20mA·g^-1。的放电电流密度，在4．8—2．0V电压区间内，首次放电比容量分别为247和220mA·h·g^-1,经过20次充放电循环后，容量保持率分别为73％和78％。高温条件下SD1和SD4样品的首次放电比容量分别增大为256和237mA·h·g^-1，经过20次充放电循环后容量保持率分别为83％和99％。将充放电电压扩展为5．0~2．0V时，SD4样品首次放电比容量可以达到307mA·h·g^-1。

溶胶-凝胶-微波法制备Li_(1+x)Mn_2O_y

以LiNO3和MnNO3为原料,溶胶凝胶法制备前驱体后,利用微波加热法,在750℃条件下保温20min,合成了Li1+xMn2Oy。利用XRD和FTIR分析手段,研究了锂掺杂量对材料结构的影响,利用恒电流充放电法,研究了材料的电化学性质。XRD和FTIR实验说明,适量的锂离子掺杂不改变材料的立方尖晶石结构;充放电实验显示,Li1.04Mn2O4.056是比较理想的电极材料,其首次放电比容量达到118.6mAh/g,5次循环后的容量损失率也仅为1.9%。

氟掺杂型锂锰氧化物的电化学性能研究

以LiNO3、LiF和Mn(AC)2·4H2O为原料,采用柠檬酸配位法,通过控制n(Li)n(Mn)和掺氟量,在750℃下制备尖晶石型系列Li1+xMn2-xO4-yFy电极材料。Li1+xMn2-xO4-yFy的充放电实验表明,随着锂掺入量的增加,材料的首次放电容量迅速降低,但材料的循环稳定性明显提高。Li1.05Mn2O4的放电容量最高(116mAh g),而且稳定性也较好。室温下,5次循环后容量仅衰减1.92%。掺氟明显降低材料在高温条件下的容量损失,但随着氟掺杂量的增加,材料的首次放电容量降低较大。同时掺杂锂和氟的材料比仅掺杂锂的材料具有更好的循环稳定性,Li1.05Mn1.95O3.95F0.05循环稳定后,放电比容量保持在103.5mAh g。Li1.15Mn1.85O3.9F0.1循环4次以后,便没有容量衰减,放电比容量稳定在98.5mAh g,因此,从比容量和循环稳定性两方面考虑,Li1.05Mn1.95O3.95F0.05和Li1.15Mn1.85O3.9F0.1是较好的电极材料。