锂离子筛前驱体Li_4Mn_5O_(12)的制备及性能

以水热法自制γ-MnOOH和LiOH·H2O为原料,在较低温度下固相反应制备出尖晶石型Li4Mn5O12,经酸浸脱锂后得到对Li+具有特殊选择性的MnO2离子筛。研究该离子筛对Li+的吸附性能和选择性,并用XRD、SEM和FT-IR等和Li+选择性吸附研究固相反应工艺对离子筛材料结构、化学组成及离子交换性质的影响。结果表明:煅烧时间对前驱体的生成有较大影响,由400℃煅烧32 h所得的前驱体为纯相Li4Mn5O12化合物,经酸浸脱锂后的离子筛仍保持与前驱体相同的尖晶石结构;锰源γ-MnOOH、前驱体Li4Mn5O12和离子筛MnO2均为低维棒状结构形貌;离子筛对锂的吸附速率符合一级动力学Lagergren方程,饱和吸附容量为40.2 mg/g,并具有较好的Li+选择性。

PS微球的制备及三维胶晶模板的组装和应用

研究了PS微球合成中单体、引发剂和乳化剂浓度以及聚合温度对粒径及分布的影响。采用高速离心沉淀法、恒温加热蒸发诱导法和自然沉降法对单分散PS微球进行了组装,得PS胶体晶体模板,并以其为模板制备了锂离子筛前驱体Li4Mn5O12。用纳米粒度及ZETA电位分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、饱和交换容量等表征了材料的粒径及分布、形貌、结构和离子交换性能。结果表明:通过控制反应条件可以在一定范围内制得粒径均一、单分散性好、表面规整光滑的PS微球;PS胶体晶体模板三维有序,排列规整;酸改性后的离子筛前驱体对Li+饱和交换容量为7.49mol/g锂离子筛。

富锂尖晶石锂锰氧化物的电化学性能

以LiOH·H2O和Mn(CH3COO)2·2H2O为原料,通过微波烧结和固相烧结的两段烧结法合成了锂离子电池正极材料Li3.22Na0.569Mn5.78O12尖晶石.研究表明,在380 ℃的固相烧结温度下,微波处理有利于生成纯尖晶石相.在2.5～4.5V电压区间,样品的初始放电容量高于132 mAh/g.在充放电过程中,40循环的放电容量几乎不衰减.微波烧结使该样品的Mn-O键被加强,晶格结构在充放电过程中保持稳定.