电解二氧化锰粒度对Li/MnO_2电池性能的影响

将热处理后的电解二氧化锰(EMD)进行10 h球磨,粉碎为200目、250目及300目等不同粒径,作为正极活性材料制备CR123A型锂/二氧化锰电池。使用200目、250目及300目EMD制备的电池,在60℃高温下存储7 d后的平均内阻分别为305.4 mΩ、296.1 mΩ和272.4 mΩ,30 m A恒流放电容量均约为1 300 m Ah,1.8 A恒流放电容量分别为748 m Ah、927 m Ah和998 m Ah。

锂离子掺杂改善Li/(CFx+MnO_(2))复合电池性能研究

通过预放电的形式掺杂锂离子,有助于降低锂氟化碳二氧化锰复合电池的内阻,减缓电池放电初期电压滞后现象,同时考察了经过高温储存后,电池放电的压降情况及放电性能,实验结果显示,10%锂离子掺杂电池在1C倍率下放电,低波电压较未掺杂电池提高了0.4V,0.5C倍率下放电平台电压增加0.15V,0.1C倍率下放电经高温71℃储存21天未出现明显电压滞后。

锂中和EMD对Li-MnO_2电池性能的影响

研究了锂中和电解二氧化锰(LiEMD)对锂二氧化锰(Li-MnO_2)一次电池内阻、开路电压及放电性能的影响。钠中和电解二氧化锰(NaEMD)、LiEMD制备的Li-MnO_2新鲜电池的平均内阻为330.9 mΩ、325.9 mΩ;60℃存储后平均内阻为569.7 mΩ、408.7 mΩ;80℃存储后平均内阻为1 090.1 mΩ、852.3 mΩ;LiEMD制备的电池内阻更低、分布一致性更好。高温存储后LiEMD制备的电池容量均比NaEMD高。LiEMD有利于提高电池的内阻电压一致性和存储性能。

锂离子电池阴极材料Li_(1+x)Mn_2O_4的水热合成及表征

以化学MnO2(CMD)为Mn源,LiNO3和LiOH·H2O分别为Li源,采用无机水热合成法合成了锂离子二次电池的阴极材料Li1+xMn2O4(0≤x<1),并采用XRD,BET,TEM,TGA和电化学测试等手段对材料进行了表征。结果表明,在240℃水热晶化72h所得样品为棕红色,主要以γ-Mn2O3和层状LiMnO2形式存在。当Li/Mn摩尔比为1∶1时,其首次充电比容量达到205.35mAh/g,首次放电比容量达到178.80mAh/g。样品经650℃空气中焙烧6h后转变成以Li1+xMn2O4尖晶石型形式存在,其首次放电比容量下降到110mAh/g～120mAh/g。

锂离子蓄电池LiCu_xMn_(2-x)O_4的相转移法合成及性能

用相转移法制备掺铜锰酸锂前驱体,然后在空气气氛中进行焙烧反应合成了LiCuxMn2-xO4活性粉体。XRD测试和SEM照片表明,样品粉体为尖晶石结构。考察了焙烧温度、焙烧时间、铜的掺杂量对其电化学性能的影响。当nLi∶nCu∶nMn=1∶0.05∶1.95(摩尔比)时,在750℃条件下烧结20h所合成的粉体,制备成锂离子蓄电池正极材料,以10mA/g的电流恒流充电,充电时间15h或充电电压到4.5V后,以10mA/g的电流恒流放电,终止电压3.0V,其首次放电比容量可达118mAh/g,放电平台稳定于3.9V,循环30次后,其放电容量仍可达116.3mAh/g,衰减率仅为1.4%,材料的稳定性和电化学循环性能较好。

锰掺杂钴酸锂LiMn_xCo_(1-x)O_2的性能研究

采用XRD、循环伏安和恒电流充放电等方法研究了用Mn(NO3)2做锰源掺杂合成的锂离子电池正极材料LiMnxCo1-xO2的结构及其电化学行为。结果表明,以0.5mA/cm2充放电,Li/LiMnxCo1-xO2电池充电容量有所下降;但放电工作电压平台均在3.6V左右,放电容量随着x从0.05增至0.25,从98.88mAh/g下降到55.70mAh/g;与LiCoO2相比,放电容量分别减少了10.6%和49.6%。XRD结果显示,随着x的增加,充放电前后LiMnxCo1-xO2中均含有MnO2的特征峰,充电后相应的晶胞参数c和a分别略有增大和减小。然而,循环伏安结果显示与LiCoO2相比,LiMnxCo1-xO2并没有新的氧化还原峰产生,说明其中的MnO2并未参加充放电反应。

非水介质分散法制备锂离子蓄电池正极材料Li_(1+x)Mn_(2)O_(4)

采用LiNO3 和LiOH·H2 O及化学MnO2 (CMD)与电解MnO2 (EMD)为起始原料 ,以无水乙醇为分散介质 ,通过湿化学分散结合中温固相反应合成了锂离子蓄电池正极材料Li1+xMn2 O4 ,采用XRD和BET及电化学测试对材料性能进行了表征 ,并考察了焙烧温度、焙烧时间、n(Li)∶n(Mn)摩尔比以及不同初始原料对材料性能的影响。结果表明 ,随着n(Li)∶n(Mn)摩尔比的增大 ,材料中的层状结构LiMnO2 的含量增加 ,其充电容量也增大 ,但可逆性降低 ;材料的比表面积随焙烧温度的升高和焙烧时间的延长而减小 ,但随着n(Li)∶n(Mn)摩尔比的增加而增大 ;样品的首次充放电比容量随着比表面积的减小而降低 ,但其稳定性和循环性有所增加 ;样品的充放电比容量随着n(Li)∶n(Mn)摩尔比的增加而增大 ,但稳定性和循环性降低 ;以LiNO3 为Li源优于以LiOH·H2 O为Li源 ,以EMD为Mn源优于以CMD为Mn源。

λ-MnO_(2)的结构与电性能研究

采用酸处理LiMn2O4的方法来制备λ-MnO2,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒电流充放电测试等方法对所得λ-MnO2的结构和电性能进行了研究。研究结果表明,所得λ-MnO2具有尖晶石型结构,晶粒细小,形貌较规则,粒径分布均匀;以其为正极组装成Li MnO2电池的放电比容量达到226mAh/g。

PTMA/LiMn_2O_4复合正极材料及电化学性能

介绍了用于锂离子电池的一种有机-无机复合正极材料PTMA/LiMn_2O_4的制备方法,报导了PTMA/LiMn_2O_4复合材料的循环伏安特性、交流阻抗、循环性能以及高倍率充放电特性。试验结果表明:PTMA/LiMn_2O_4复合正极材料具有比较优良的循环稳定性和大电流充放电性能,是一种性能优良的锂离子电池正极材料。

锂离子电池富锂正极材料Li[Li_(0.2)Ni_(0.16)Mn_(0.56)Co_(0.06)Al_(0.02)]O_2的合成和电化学性能

用溶胶-凝胶法首次合成了富锂正极材料Li[Li0.2Ni0.16Mn0.56Co0.06Al0.02]O2,它可以看成是Li[Li1/3Mn2/3]O2和LiNi0.4Mn0.4Co0.15Al0.05O2形成的固溶体。XRD测试表明该材料具有ɑ-NaFeO2层状结构,用SEM观察材料粒径为100nm左右。充放电测试得到,材料在2～4.8V范围内,0.1C的电流下,20℃时,首次放电比容量达221.8mAh/g,库伦效率为85.3%;55℃时,首次放电比容量达281.7mAh/g,库伦效率为93.0%;且该材料具有很好的循环稳定性及优良的倍率性能。通过循环伏安测试分析了该材料的充放电机理。

锂配比对富锂锰基正极材料电化学性能的影响

富锂锰基材料(LLMO)具有高容量和高工作电压,是理想的正极材料。本文考察不同锂配比制备出富锂锰基材料,通过电感耦合等离子体(ICP)和扫描电镜(SEM)表征样品的理化数据和形貌。利用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,RM55-1.1样品具有较大的比表面积,在0.5 C首次放电比容量为185.8 mAh/g,高于其他锂配比样品比容量。经过101次循环后,其容量保持率为88.75%。在1 C的电流密度下能够达到164.8 mAh/g,具有较好的倍率性能。同时,RM55-1.1样品具有较低的电池直流内阻(DCR)增长率。因此,适量的锂配比(Li/Me=1.05~1.15)制备出的富锂锰基正极材料具有较高的容量和良好的循环性能。

一种新型锂离子蓄电池阴极材料——锰结核的嵌锂行为

研究了天然锰结核作为锂离子蓄电池阴极材料的可行性 ,从其组成结构与电化学嵌锂行为作了广泛全面的研究和评价。研究结果表明 ,锰结核的电化学性质是由钡镁锰矿和水羟锰矿加和的结果 ;锰结核的锂离子嵌入脱出电位在 2 .6V和 3V附近 ,在 2 .5～ 4.1V之间充放电 2 0 0多次后 ,放电容量降至约 10 1mA/ g ,保持率为 92 .5 % ,具有较好的充放电可逆性能 ,表明层状结构的钠水锰矿和水羟锰矿是一种良好的锂离子嵌入脱出电极材料 ,它是一种具有应用前景的新型锂电池和锂离子电池阴极材料。

铵型锌锰电池用化学锰的研制

以直接氧化法制成的初级二氧化锰经水蒸汽处理后 ,进行重质化处理 ,制成铵型锌锰电池用化学二氧化锰 ,从X射线衍射、热重分析、孔径分布和粒度分布的测试 ,发现成品的结晶度、最可几孔径均较大 ,所制成R6、R2 0 实体电池进行放电 ,接近比利时Sedema公司FaradizerM型的水平。

原材料与零配件对无汞碱锰电池的影响

电解二氧化锰(EMD)、无汞锌粉和集流体是影响无汞碱锰电池的关键因素。分析了国产、进口EMD和无汞锌粉的杂质含量;并对上述原材料制作的无汞LR6和LR03电池的电性能进行了测试和比较;结果表明:国产EMD的质量与国外先进水平接近;国产无汞锌粉与国外相比还有一定差距。介绍了负极集流体的无氰镀铟新技术。

EMD热处理温度对锂锰电池放电性能的影响

为优化电解二氧化锰(EMD)热处理工艺,提高二氧化锰(MnO_(2))作为锂-二氧化锰(锂锰)电池正极材料的整体性能,将EMD在340~420℃进行梯度烧结,并将烧结后的EMD制成锂锰电池,采用大电流、高截止电压放电条件进行放电。EMD样品在不同温度下烧结后,比容量、放电电压平台等发生了较大变化。锰含量及孔径数据分析表明,烧结温度为340~380℃时,杂质水的去除及孔径的增大降低了扩散电阻,提高了活性MnO_(2)含量,使电化学性能得到提升,比容量可达250.2 mAh/g(20 mA恒流放电5 s,静止55 s,循环放电至截止电压2.2 V);在400~420℃下烧结,由于反应生成的O_(2)溢出,降低了活性MnO_(2)含量,且BET比表面积降低导致电化学反应活性位点减少,样品的比容量降低,电化学性能变差。

锂/二氧化锰电池用高电导率正极

选择不同碳材料导电剂制备单一和多元导电剂正极,并测试电导率。将超导炭黑Super-P、石墨烯浆料和碳纳米管(CNT)作为三元导电剂(质量比50∶30∶12)添加到正极中,制得的正极粉末电导率最高,可达4.545S/cm,与电解二氧化锰(EMD)相比,提高了94倍。采用此正极的锂(Li)/二氧化锰(MnO2)电池,单体电池内阻(90~120mΩ)低,在-40℃下,对5串的电池组进行3A脉冲放电,电压平台高(>9.7V)且平稳。球磨工艺的不当使用,会破坏正极导电结构,降低正极材料的导电率。

悬浮电解法制备锰酸锂用掺铝二氧化锰

将纳米氧化铝(Al2O3)加入硫酸锰(MnSO4)溶液中,形成Al2O3均匀分散的体系,再加到酸性MnSO4溶液中,通过悬浮电解法制备掺铝(Al)二氧化锰(Al-MnO 2)。研究Al2O3加入量、硫酸(H2SO4)含量和电流密度对MnO 2掺Al含量的影响。悬浮电解法制备的MnO2中,Al含量可达1.05%。与固相球磨法合成掺Al锰酸锂(LiMn2O4)相比,以悬浮电解法制备的Al-MnO2为原料合成的LiMn2O4的工艺更简单,产物性能更好。以1C在3.0~4.2V循环100次,放电比容量提升近10%。

富锂正极材料的高价态锰源前驱体制备与表征

利用市售电解二氧化锰经焙烧-歧化处理制备活性二氧化锰,并以处理前后的材料作为高价态锰源前驱体分别制备了富锂正极材料Li_(1.2)Co_(0.26)Mn_(0.54)O_(2)。探索了不同的焙烧温度对后续歧化所得的锰源前驱体材料结构与性能的影响,采用XRD和FESEM对焙烧前后及歧化后的样品进行表征,对所制备正极材料进行了电化学性能测试与分析。结果表明:随着焙烧温度的提高,所制备前驱体中α-MnO_(2)晶型含量及电化学活性不断降低;经600℃焙烧与歧化后的锰源前驱体中α-MnO_(2)晶型含量最高,其晶粒呈纳米尺寸的柱状,比表面积最大,制备的正极材料电化学性能也表现最佳。