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柠檬酸对液相燃烧合成尖晶石型LiMn2O4的影响 戴志福1,陈克新2,郭俊明1,张黎黎1,周和平2,刘贵阳1 (1.红河学院理学院,云南,蒙自,661100;2.清华大学材料系,北京,100084) 摘要:以醋酸锰和醋酸锂为原料,柠檬酸为燃料,研究了不同柠檬酸用量及不同硝酸浓度改性对液态燃烧合成法制备尖晶石型LiMn2O4的影响.结果表明,柠檬酸与锰离子的摩尔比≤0.5时,所得产物的主晶相为LiMn2O4,含有极少Mn2O3等杂质;＞0.5时,所得产物主要为Mn2O3,LiMn2O4含量较少.燃烧反应产物中LiMn2O4相对含量随硝酸浓度的升高而增加,当柠檬酸与锰离子的摩尔比为0.1,硝酸浓度为2 mol/L时,所得尖晶石型LiMn2O4较纯净且结晶性较好,但晶体粒子尺寸分布不均. 关键词:液相燃烧合成; 尖晶石型LiMn2O4; 柠檬酸; 显微结构; [全文内容正在添加中] ......
球形尖晶石LiMn2O4的制备及其改性 姜长印1,蔡砚1,何向明1,王要武1,万春荣1 (1.清华大学核能技术设计研究院,北京,102201) 摘要:通过制备球形高密度前驱体MnCO3, 并对其预烧, 得到球形高密度,高活性的尖晶石LiMn2O4, 密度>1.8·cm-3, 纯相初始容量达125mAh·g-1.通过对前驱体MnCO3的体相掺杂和对预烧产品Mn2O3的表面包覆, 制备得到体相掺杂和表相掺杂的尖晶石锂锰氧, 其循环及高温性能得到明显改善.与体相掺杂相比, 表相掺杂能更有效地抑制容量衰减, 常温100个循环仍有109mAh·g-1, 容量保持率为92.4%; 高温55℃, 50个循环仍有95mAh·g-1, 容量保持率为82.6%. 关键词:尖晶石LiMn2O4; 体相掺杂; 表相掺杂; [全文内容正在添加中] ......
掺杂元素La,F对尖晶石LiMn2O4材料结构及性能的影响 黄煌1,吕罡1,蒙冕武2,刘心宇1,江恩源2,廖钦洪2 (1.桂林电子科技大学,广西,桂林,541004;2.广西师范大学,广西,桂林,541004) 摘要:采用X-射线衍射仪(XRK),扫描电子显微镜(SEM),电池测试系统等研究了掺杂元素La,F对高温固相合成尖晶石型LiMn2O4材料的相结构,貌,活化性能,循环稳定性能的影响.结果表明:掺杂元素La,F可有效地提高LiMn2O4样品的充放电效率,循环稳定性能:随着掺杂元素F含量的增加,LiMn2O4-xFx样品的初始容量降低,循环稳定性能呈现出先增后减的变化规律;当掺杂元素La,F的含量较少时,LiLay,Mn2-yO4-xFx样品具有纯的尖晶石LMn2O4结构,样品呈球形或近球形,粒径范围为0.5~2.5 μm,LiLa0.02Mn1.98O3.95F0.05样品的......
气氛对LiMn2O4中氧脱出和嵌入的影响 文衍宣1,周震涛1,周开文2 (1.华南理工大学材料学院,广州,510641;2.广西大学材料科学研究所,南宁,530004) 摘要:用热重(TG)和X射线衍射(XRD)对比研究了气氛对LiMn2O4中氧脱出和嵌入的影响.TG和XRD说明在氧气和空气气氛下LiMn2O4中的氧能可逆地脱出和嵌入,而在氩气中却不能.提高气氛的含氧量有利于抑制加热中LiMn2O4氧的脱出,促进冷却中氧的嵌入.气氛对氧脱嵌过程的相变有显著的影响. 关键词:锂离子电池; 正极材料; 锰酸锂; [全文内容正在添加中] ......
醋酸盐-葡萄糖体系溶液燃烧合成尖晶石型LiMn2O4研究 戴志福1,王宝森1,郭俊明1,郭德伟1,刘贵阳1,黄兆龙1 (1.红河学院 理学院,云南,蒙自,661100) 摘要:以醋酸锂和醋酸锰为原料,葡萄糖为燃料,研究和分析了在550℃溶液燃烧合成尖晶石型LiMn2O4物质的过程,葡萄糖用量对合成LiMn2O4物质的影响,并从热力学的角度探讨了其过程.实验结果表明,仅有醋酸锂和醋酸锰的溶液燃烧合成反应为无焰燃烧,加入燃料后为有焰燃烧;在醋酸盐体系中加入葡萄糖为燃料,燃烧产物LiMn2O4的结晶程度随葡萄糖量增多而逐渐提高,但燃料太多,会使LiMn2O4发生部分热分解.当x(Li):x(Mn):x(glucose)=1:2:x,x=1.0~2.0时溶液燃烧合成可得到纯相LiMn2O4物质,x≥3.0得到主晶相为LiMn2O4的产物,x=4.0产物主晶相为贫锂尖晶石Li1-xMn2O4......
尖晶石型LiMn2O4容量衰减因素及改性研究进展 胡冉1,唐致远1,王雷1 (1.天津大学,化工学院应用化学系,天津,300072) 摘要:本文论述了锂离子蓄电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的结构,性质及容量衰减的原因.从体相掺杂,表面修饰,电解液优化,添加剂的使用及材料比表面积几个方面,对改善LiMn2O4循环及高温性能的技术或方法进行了综述. 关键词:锂离子电池; 正极材料; LiMn2O4; [全文内容正在添加中] ......
氧气气氛下氧在LiMn2O4中的脱嵌研究 陈书科1,薛敏华1,文衍宣1,黄振德1,童张法1,周开文2 (1.广西大学化学化工学院,广西,南宁,530004;2.广西大学材料科学研究所,广西,南宁,530004) 摘要:用热重/差热(TG/DTA)和X射线衍射(XRD)研究了氧气中加热和冷却过程中LiMn2O4体系的重量和组成结构的变化.TG实验说明在室温到1 373 K内加热和冷却时,LiMn2O4中的氧能可逆地脱出和嵌入,且降低冷却速率有利于氧的嵌入. 关键词:锂离子电池; 正极材料; 锰酸锂; [全文内容正在添加中] ......
表面掺杂Al的球形尖晶石LiMn2O4的高温循环性能 姜长印1,蒲薇华1,张世超2,何向明1,张国昀1,万春荣1 (1.清华大学,北京,100084;2.北京航空航天大学,北京,100083) 摘要:采用控制结晶工艺合成了球形Mn3O4,通过在球形Mn3O4的表面包覆Al(OH)3,然后与LiOH一起混合焙烧制备了表面掺杂Al的尖晶石LiMn2O4.采用SEM,XRD,EDS以及电池系统测试等方法,研究了所制备材料的结构和性能.SEM分析表明:表面掺杂后,Al(OH)3均匀地包覆在颗粒表面.XRD和EDS分析表明:焙烧后,Al元素占据了Mn的位置,且颗粒表面的Al含量高于其总体的平均含量,说明Al只是在表面富集,即表面掺杂.电池测试表明:表面掺杂后,尖晶石LiMn2O4的初始充放电容量有所下降,但在高温55℃下的循环性能有显著的提高,表面掺杂6%Al的尖晶石LiMn2O4 50次循......
稀土元素掺杂对LiMn2O4正极材料改性的研究进展 郭少华1,姜长印2,曾庆轩1,蒲薇华2,何向明2,万春荣2 (1.北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081;2.清华大学核能与新能源技术研究院材料化学研究室,北京,102201) 摘要:尖晶石LiMn2O4作为高能锂离子二次电池的正极材料,其原料资源丰富,生产工艺简单,环境污染小,可回收利用,成为近年来人们研究的热点,被公认为最有潜力取代LiCoO2的正极材料之一.但是它的性能还不尽如人意,例如在循环及存放的过程中会出现容量衰减,高温情况下尤为严重.为了提高LiMn2O4正极材料的电化学性能,国内外研究者尝试了多种方法,例如元素掺杂,表面包覆,工艺改进等,其中掺杂金属元素已经被证明是最佳途径.结合作者所在实验室的工作,对稀土元素掺杂改变尖晶石LiMn2O4正极材料电化学性能的研究进行了综述. 关键词:锂离子二......
Al离子掺杂正极材料LiMn2O4的高温循环性能 张玲1,李智敏1,罗发1,朱冬梅1,周万城1 (1.西北工业大学,凝固技术国家重点实验室,陕西,西安,710072;2.西安电子科技大学技术物理学院,陕西,西安,710071) 摘要:采用固相反应法分别合成正极材料LiMn2O4和LiAlxMn2-xO4(x=0.05,0.1,0.3).对它们进行XRD和SEM测试,并对比了高温下的循环性能.结果显示:除Al掺杂量x=0.3时,合成物出现了LiAlO2杂质相外,其余皆具有单一的尖晶石相结构.掺杂后的晶体颗粒比较圆润.LiMn2O4在高温下经过20次循环后,其比容量降低29%,衰减很快.造成衰减的主要原因是Mn3+歧化反应生成的Mn2+在电解液中的溶解,以及Jahn-Teller效应.通过阳离子Al3+的掺杂,有效的提高了尖晶石LiMn2O4的高温循环性能. 关键词:正极材料; 锰酸......
