LiNi_(0.5-x)Al_(2x)Mn_(1.5-x)O_4的制备、结构及电化学特征

采用喷雾干燥法合成了LiNi0.5-xAl2xMn1.5-xO4(0≤2x≤0.15)正极材料,研究Al掺杂对LiNi0.5Mn1.5O4材料结构与电化学性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、傅里叶红外光谱(FTIR)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段对其结构及电化学性能进行表征.结果表明,Al取代Ni和Mn使材料的晶体结构发生了转变,空间群由P4332转变为Fd3m,同时增大了锂离子的扩散速率,提高了材料的倍率性能.在室温下,LiNi0.4 5Al0.1Mn1.45O4表现了最好的倍率性能,当放电电流为0.5 C时,放电容量为126 mA.h/g,当放电电流增加到5 C时,放电容量为109 mA.h/g,保持率达到了87%.此外,Al取代Ni和Mn有效降低了材料在高温下的Mn溶解量,从而有效改善了材料在高温大倍率下的循环性能.LiNi0.45Al0.1Mn1.45O4材料在50℃,倍率为3 C时,放电容量为121.7mA.h/g,循环50次后,仍可保留初始容量的94%.

1865140型(LiMn_2O_4+LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2)/Li_4Ti_5O_(12)电池的性能

使用锰酸锂(LiMn2O4)、镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)混合正极材料和钛酸锂(Li4Ti5O12)负极材料,制备了中倍率1865140型锂离子电池。制备的电池在12 min内可充满电池容量的80%以上,且电池表面温度不超过35℃;在室温下以2.00C循环1 200次,容量保持率高于91%;在高温55℃下以1.00C循环1 000次,容量保持率高于82%。Freedom-CAR混合脉冲功率特性表明:在放电深度(DOD)10%～70%内、10 s脉冲充放电状态下,电池的阻抗都在9 mΩ以下;50%DOD时的10 s放电比功率为372 W/kg,充电比功率为520 W/kg。

球形5V尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料合成及性能

采用碳酸盐液相共沉淀法制备了球形LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。研究了Ni0.25Mn0.75CO3前驱体高温分解的分解过程、物相转变、表面形貌变化以及LiNi0.5Mn1.5O4材料的物相结构、表面形貌、电化学性能。实验表明:Ni0.25Mn0.75CO3前驱体在750℃以上分解可以得到结构稳定的NiMn2O4和Mn2O3;以850℃分解得到的镍锰氧化物制备的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料为单一尖晶石结构,球形形貌保持良好,振实密度可达2.26 g/cm3,初始放电比容量达到127.6 mAh/g,0.5 C/1 C充放电,室温循环50次后仍保持有97.6%的初始容量。

嵌锂正极材料锂镍锰氧化物的合成及其性能研究

运用溶胶—凝胶法合成了系列正极材料LiNi1- yMnyO2 +δ(0≤y≤ 0 5)。采用X射线衍射研究了其晶体结构特征。X射线衍射表明 ,该材料为典型的层状α—NaFeO2 结构。这些材料作为锂离子电池的正极时 ,其电化学性能是烧结温度和锰含量的函数。在烧结温度为 70 0℃时 ,具有最好的循环稳定性 ,在这一温度下 ,材料的结晶性最好。随着锰含量的增加 ,比容量增加 ,到Ni∶Mn =9∶1时 ,初始放电容量达到 1 60mAh/g。循环 80次后 ,容量还能达到 1 2 0mAh/g。LiNi0 9Mn0 1O2有望可做为锂离子电池的正极材料。