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锂离子电池正极材料LiMn_2O_4软化学合成方法的新进展

锂离子电池具有能量高,容量大,电压特性曲线平稳、容量衰减小、循环次数高、使用寿命长、重量轻、体积小等优点。因此,锂离子电池显示出良好的市场前景,是目前电池市场上发展最快的电池之一[1]。近年来,尖晶石型LiMn2O4研究开发十分活跃,人们对用高温固相反应合成尖晶石型LiMn2O2进行了全面系统的研究,取得了长足的进展[2]。高温固相反应虽然成熟,易于产业化,但也有很明显缺点,如粉体原料需长时间研磨混合,且混合均匀程度有限,热处理温度较高,热处理时间较长,其产物在组成、结构、粒度分布等方面存在较大差别,材料电化学性能不易控制等。为克服高温固相反应法的缺点,近年来开发出了多种新的软化学合成法,其中溶胶凝胶法[3]、融盐浸渍法[4],Pechini[5]法等方法来制备锰的嵌锂氧化物正极材料,并使材料的电化学性能有了很大程度的提高。1尖晶石LiMn2O4的晶体结构尖晶石LiMn2O4属Fd3m空间群[6],其中氧原子(O)呈面心立方密堆...  (本文共3页) 阅读全文>>

《河南科技》2014年21期
河南科技

大容量层叠结构LiMn_2O_4锂离子电池的制备及性能研究

1大容量层叠结构Li Mn2O4锂离子电池的制备大容量层叠结构Li Mn2O4锂离子电池被广泛应用于各个领域中,有着不可取代的地位,所以对其的制备及性能的研究就变得更加重要。1.1大容量层叠结构Li Mn2O4锂离子电池的制备原理锂电池是具有高能量的密度和高功率的密度的一种电池,Li Mn2O4锂离子电池是目前被研究和改良最为广泛的一种电池,其存储性能比传统的银锌电池、铝氧化银电池低,这一缺点严重地制约了其在军事领域当中的应用,可以说是这种电池的硬伤。造成锂电池自放电的因素复杂多样,但也不是没有规律可循,其存储性能的增强一直是锂电池研究的一大瓶颈,所以有必要对锂电池的存储的性能研究的现状进行谨慎、细致的分析。当前,大容量层叠结构Li Mn2O4锂离子电池的研究,不仅对于锂电池的发展具有重要意义,而且对于相应的采用锂电池作为动力的设备或者行业,具有非常大的推动作用。金属锂在自然界中是最轻的,并且是标准的电极电位最低的金属,所以说,...  (本文共1页) 阅读全文>>

《电源技术》2005年06期
电源技术

锂离子蓄电池材料LiMn_2O_4的循环性能和结构关系

LiM n2O4作为新型锂离子蓄电池正极材料,引起众多科研人员竞相研究。但迄今为止尚未有真正的商业产品,主要是其循环性能,特别是高温(约50℃)循环性能差。锂离子蓄电池的充放电循环是由Li+在正负极材料间的脱出、嵌入来实现的,在尖晶石型LiM n2O4中的脱嵌路径是通过8a-16c-8a位置进行,这就是说LiM n2O4正极材料的循环行为和晶体结构的离子占位相关,而X RD谱的峰强也和离子占位相关。本文试从LiM n2O4的X RD衍射峰强度的分析上说明,从LiM n2O4的相关衍射峰强度比可以预示其作为锂离子蓄电池正极材料时循环性能的优劣,并从实验上予以验证。已知LiM n2O4为尖晶石结构,其晶体结构如图1所示。空间群为,每个单胞含8个分子[1]。其原子位置为:Li:8a(000),()+面心平移M n:16d(,,,)+面心平移况、掺杂元素的种类及数量等。I311/I400只能作为参考判断的根据之一。综上所述可知,锂离子蓄...  (本文共3页) 阅读全文>>

中南大学
中南大学

锂离子电池材料LiMn_2O_4及Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3粉末与薄膜的合成及性质研究

锂离子电池由于具有电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电小、无记忆效应、环境污染小等优点而受到了人们的广泛关注。目前商业化锂离子电池使用的正极材料多为LiCoO_2,材料成本高,因此降低正极材料成本已成为锂离子电池材料研究的主要方向。另外,由于电池使用的电解质多为可燃性液态有机电解质,存在安全隐患,因此固体电解质的研究又成为锂离子电池研究的另一重要方向。作为固态锂离子电池一个分支的锂离子薄膜电池,由于可广泛应用于智能卡,CMOS基集成电路和微设备等领域,已成为近几年锂离子电池研究的一个热点。根据锂离子及锂离子薄膜电池材料的研究现状及发展趋势,本论文围绕LiMn_2O_4这种很有前途的锂离子电池正极材料,以及具有高的离子电导率和较宽电化学窗口的Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3锂离子固体电解质的粉末与薄膜的合成及性质进行研究。系统研究了热处理温度、热处理时间等因素对燃烧辅助有机酸络合法合成的LiMn_...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

昆明理工大学
昆明理工大学

尖晶石LiMn_2O_4的制备及其电池制作技术与性能研究

随着电子设备的快速发展以及能源与环境问题的日益突出,人们对化学电源提出了更高的要求。锂离子电池以其高电压、比能量大、循环寿命长,无污染等优点而得到广泛的应用。具有高插入电位的过渡金属氧化物常用作锂离子电池的正极材料,目前研究较多的是层状结构的LiCoO_2、LiNiO_2以及尖晶石结构的LiMn_2O_4。其中尖晶石LiMn_2O_4以其高电压、高安全性、低成本、易回收、对环境友好等优点而被人们公认为最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。本文在综述锂离子电池及其相关材料的基础上,分析了国内外尖晶石LiMn_2O_4的研究现状,可知LiMn_2O_4正极材料的不足之处在于原料的混合均匀性不好,结构不稳定,容量衰减快和循环可逆性差。尽管许多研究工作者做了大量的研究,开发了溶胶-凝胶法、融盐浸渍法、Pechini法等来制备LiMn_2O_4正极材料,并使材料的性能在一定程度上有所提高,但由于这些方法不是工艺复杂,就是成本较高,不适于大...  (本文共226页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

掺杂和表面改性尖晶石LiMn_2O_4用作锂离子电池正极材料的研究

随着电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的发展,尖晶石LiMn2O_4由于成本低、对环境无污染且具有较高的容量,被认为是最有希望取代昂贵、有毒的层状LiCoO_2的锂离子正极材料。然而,尖晶石LiMn_2O_4在循环过程中容量衰减,尤其是在高温下(高于50℃)由于锰的溶解导致容量迅速衰减,严重阻碍了它的商业化进程及其在EV、HEV上的应用。针对这种情况,目前的研究主要趋向于用体相掺杂、表面改性以及优化合成方法来改善尖晶石LiMn_2O_4的循环性能。本文以Li_2CO_3、电解MnO_2为原料,采用高温固相烧结法制备了尖晶石LiMn_2O_4。为了改善尖晶石LiMn_2O_4常温和高温循环性能,采用了金属离子掺杂和熔融浸渍法表面改性的方法,用XRD、SEM、TEM和XAFS等方法表征了离子掺杂和表面改性对尖晶石结构的影响,同时结合了试样的电化学性能,研究了这两种方法所造成的结构变化对尖晶石LiMn_2O_4电化学性能的影响。...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>