工艺参数对o-LiMnO2相纯度及Li1.6Mn1.6O4合成的影响及作用（英文）

以MnSO4,KMnO4及LiOH为原料,经水热处理后得到LiMnO2,再由固相焙烧得到尖晶石相Li1.6Mn1.6O4,酸洗处理后得到锂离子筛。研究了水热温度,氧气和MnO4-/Mn2+的物质的量之比(nMnO4∶nMn^2+)对所得LiMnO2的组成及相应前驱体Li1.6Mn1.6O4酸处理中Mn溶损率的影响。开路电势测量及化学分析表明,氧气会参与反应。若按照理论氧化剂用量nMonO4∶nMn^2+=1∶4进行水热反应会导致杂质Li2MnO3和LiMn2O4的生成。若控制水热温度为160℃,nMnO4∶nMn^2+=1∶6时可得到纯相正交LiMnO2(o-LiMnO2)。所得离子筛在高镁锂比盐湖卤水中Li+吸附容量可达42.87 mg·g^-1,且对Li+具有优异的选择吸附性并遵循化学吸附过程。经过5个循环后吸附容量保持在37.21 mg·g^-1,锰溶损率降至0.34%。

锂锰摩尔比对水热法制备Li_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)的影响

以MnSO_(4)为基础锰源,分别采用3种路径(MnSO_(4)+KMnO_(4)+LiOH一步水热法;自制MnOOH/Mn_(3)O_(4)+LiOH分步水热法)制备出o-LiMnO_(2),然后在400℃下焙烧6 h获得富锂锰氧化物Li_(1.6)Mn_(1.6)O_(4).讨论了锂锰比(Li和Mn的摩尔比,下同)工艺参数对合成o-LiMnO_(2)过程的影响,并使用X射线衍射仪和扫描电镜对3种路径制备的产物进行比较分析.结果表明:自制Mn_(3)O_(4)的分步法在锂锰比为6~12时可制得纯相o-LiMnO_(2),一步法与自制MnOOH锰源的分步法在锂锰比4~20时,制备的LiMnO_(2)均混有杂质相;3种路径制得的o-LiMnO_(2)经焙烧后,均可得到结晶度较好的纳米级Li_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)锂离子筛前驱体,由Mn_(3)O_(4)制备的o-LiMnO_(2)呈现特殊棒状形貌,而由MnOOH制备的o-LiMnO_(2)则呈立方状形貌.

水热合成法制备锂离子筛工艺参数的研究

采用水热合成法,以自制的碱式氧化锰和氢氧化锂为原料制备LiMnO2,经高温焙烧后制备富锂锂锰氧化物Li1.6Mn1.6O4,再经酸洗得到了锂离子筛。讨论了锂离子筛制备过程中涉及到的水热合成LiMnO2的锂锰比、反应温度、反应时间、焙烧温度和升温速率等工艺参数,研究了其对锂离子筛吸附锂性能的影响,筛选了适宜的合成条件。结果表明,当锂锰比为3.0、反应温度100℃、反应时间24h、焙烧温度400℃和升温速率10℃/min时得到的Li1.6Mn1.6O4,其酸洗产物-锂离子筛在锂离子浓度10mg/L的LiCl水溶液中前3h吸附速率很快,锂吸附量达到27mg/g,经过24h后达到吸附平衡,吸附量为34mg/g左右。

不同Mn源对Li_(1+x)Mn_(2-x)O_4尖晶石正极材料的电化学性能的影响

以 Li2 CO3为 Mn源 ,采用醇水混合溶剂分散与中温固相反应法考察了 Mn(NO3) 2 · 6H2 O,Mn(Me CO2 ) 2· 4 H2 O,Mn CO3,化学 Mn O2 (CMD)和电解 Mn O2 (EMD)等不同 Mn前驱物对制备 Li1 + x Mn2 - x O4尖晶石正极材料的电化学性能的影响 ,并采用 XRD,BET,TEM等手段对材料进行了表征。结果表明 ,由不同 Mn前驱物制备的正极材料均呈尖晶石结构 ,其容量大小和循环性能 (依 Mn源为顺序 )为 EMD>Mn(NO3) 2 · 6H2 O>Mn CO3>Mn(Me CO2 ) 2 · 4 H2 O>CMD。材料呈立方晶体 ,比表面积 (依 Mn源为顺序 )为 CMD>Mn CO3>Mn(NO3) 2 · 6H2 O>Mn(Me CO2 ) 2 · 4 H2 O>EMD,正好与容量及稳定性顺序相反。采用本文的制备方法时 ,EMD和 Mn(NO3) 2 · 6H2 O都是较好的 Mn前驱物 ,Mn(Me CO2 ) 2 · 4 H2 O和 Mn CO3也可以做 Mn源 ,但焙烧时需要富氧气氛 ,CMD不适宜作

尖晶石型Li_(0.9)Mg_(0.05)Mn_(1.95)O_4的合成及其性能

为了提高尖晶石型LiMn2O4材料的循环性能,采用掺杂金属的高温固相合成法合成了尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4材料,并以该材料作正极材料,中间相炭微球(MCMB)为负极材料,组装成562247型方型锂离子蓄电池。测试结果表明,750 ℃下烧结的尖晶石型Li0.9Mg0.05Mn1.95O4循环性能最好。在室温下,1 C充放电时电池比能量为83 Wh/kg和195 Wh/L,实际电池中所制材料比容量可达85 mAh/g,循环300次后电池的可逆容量变化很小。另外,还对电池的储存性能、倍率充放电性能及高低温性能进行了研究。

三维有序大孔尖晶石型Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4的制备及锂离子筛吸附特性

用LiNO3、Mn(Ac)2.4H2O和柠檬酸的混合溶液填充聚甲基丙烯酸甲酯胶体晶体模板,在空气中氧化焙烧,制备出三维有序大孔尖晶石型锂锰氧化物Li1.6Mn1.6O4.前驱体经过0.1 mol/L盐酸脱锂后获得相应的三维有序大孔锂离子筛,其大孔直径和孔壁厚度分别为240 nm和50 nm左右.XRD测试结果表明,Li1.6Mn1.6O4、锂离子筛和吸锂后的样品均保持尖晶石结构.三维有序大孔材料呈现彼此连通的孔道空间,缩短了Li+的平衡吸附时间,前驱体脱锂率在80℃时达到95%,而锰的溶损率在低于60℃时小于2.5%.溶液温度对Li+的交换能力影响很大,升高温度,Li+与H+的可逆交换程度增大,Li+的最大吸附容量为56.7mg/g,但处于锰16d八面体缺陷位置的氢难于被交换.pH滴定和分配系数(Kd)分析表明,该固体酸在Li+,Na+和K+共存溶液中对Li+的吸附具有较高的选择性.

合成温度对镁离子电池正极材料MgCo_(0.4)Mn_(1.6)O_4的影响

应用溶胶-凝胶法合成镁离子电池正极材料MgCo0.4Mn1.6O4,TG-DTA和XRD测试表明所得MgCo0.4Mn1.6O4粉体表现为单一的尖晶石相.以该材料作镁离子电池正极,其电化学性能与MgCo0.4Mn1.6O4粉体的煅烧温度有关,其中于700℃下煅烧制备的样品表现出相对较好的电化学行为.

PVDF-H_(1.6)Mn_(1.6)O_4锂离子筛膜的制备及其提锂性能（英文）

锂元素是现代社会中重要的能源元素和战略资源,锂离子筛吸附法被认为是从盐湖卤水和海水中提锂最有前景的方法。然而,锂离子粉末具有流动性和渗透性较差的特点,制膜是一种典型的将之用于工业化的手段。本研究首先制备了多孔球型尖晶石型Li1. 6Mn1. 6O4,然后利用相转化法成功制得了PVDF-Li1. 6Mn1. 6O4多孔交联膜,酸浸后得到了PVDF-H1. 6Mn1. 6O4锂离子筛膜。吸附实验表明,当Li1. 6Mn1. 6O4负载量为11. 9%时,其对应锂离子筛膜的Li+吸附容量最高,可以达到404 mg/m2,循环实验和选择性实验表明锂离子膜具有较好的循环利用性和Li+选择性。

镁离子电池正极材料MgNi_(0.4)Mn_(1.6)O_4的合成及温度的影响

采用溶胶-凝胶法合成了镁离子电池MgNi0.4Mn1.6O4正极材料,并考查了合成温度对产物结构及电化学性能的影响。利用热重-差热重量分析法(TG-DTG)、X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)等对样品进行了表征和分析。结果表明当煅烧温度为900℃时,所得样品为纯相的MgNi0.4Mn1.6O4样品。在0.3～2.1 V电压范围内,以0.025 mA为充放电电流时,首次放电比容量为150.6 mAh/g。

球形MnO_(2)·0.5H_(2)O提锂性能及其机理研究

考察了形貌对尖晶石型锂离子筛吸附剂MnO_(2)·0.5H_(2)O吸附性能的影响。实验证明,反应物Mn_(2)O_(3)的形貌在很大程度上决定了前驱体及其吸附剂的形貌。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和N_(2)吸附—解吸等温线等对样品进行了表征。表征和吸附实验结果表明,与立方形锂离子筛相比,球形锂离子筛具有较高的吸附容量(42.46 mg/g),同时对溶液中的Li^(+)具有较高的选择性。表面脱质子和离子交换过程的共同作用增强了离子筛型吸附剂的提锂Li^(+)性能。此外,本文对Li_(1.6)Mn_(1.6)O_(4)与MnO_(2)·0.5H_(2)O的吸附—解吸机理进行了解释。

球形锂离子筛的制备及其吸附性能

采用了悬浮聚合造粒法,以聚苯乙烯和Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4粉体为原料制备球形锂离子筛前驱体,经0.5mol/L的HCl解析脱锂,得到球形锂离子筛。并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、原子吸收分光光度计等测试手段对样品的晶体结构、形貌、吸附性能等进行表征。吸附-解析实验结果表明,球形离子筛前驱体在HCl中处理2 h后解析基本完成。球形锂离子筛对Li^+的吸附速率比较快,在含锂溶液中吸附3 h基本达到平衡。升高温度有利于离子筛对Li^+的吸附,在pH 12.57、温度70℃下,离子筛的平衡吸附量为24 mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和动力学二级模型,是单分子层化学吸附。球形锂离子筛对盐湖卤水中的锂具有良好的吸附和选择性以及良好的循环吸附性能,在卤水中经过10次循环吸附后,吸附量仍有9.2 mg/g,Mn的总溶损率只有1.92%。

Photoemission Spectroscopy and Electronic Structures of LiMn2O4

We study the electronic structures of LiMn2O4 by x-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopy （XPS, UPS） and resonant photoelectron spectroscopy （RPES）. XPS data suggest that the average oxidation state of Mn ions is 3.55, probably due to the small amount of lithium oxides on the surface. UPS and RPES data imply that Mn ions are in a high spin state, and RPES results show strong Mn3d-O2p hybridization in the LiMn2O4 valence band.