Li_(1.05)Ni_(0.05)Mn_(1.9)O_4正极材料脱锂过程中的结构变化

与未掺杂的尖晶石LiMn2O4进行比较,用固相混合合成法制得的结晶良好的尖晶石Li1.05Ni0.05Mn1.9O4正极材料在室温和55℃下的循环性能都能得到较大改善,首次放电容量在室温和55℃分别保持理论容量的92.6%和91.5%。在常温条件下,以0.5C充放电倍率循环50次,容量保持为首次放电容量的95.3%。采用非原位X射线衍射的方法对不同脱锂状态的Lix[Li0.05Ni0.05Mn1.9]O4(0.1<x<1)试样进行了结构分析。结果表明:Li、Ni的协同掺杂明显减小了晶格参数的变化,稳定了试样的结构及改善了电池循环性能。

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%.