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燃烧辅助合成LiNi0.05Mn1.95O4粉体及其性质研究

吴显明 , 陈上 , 刘金练 , 麦发任 , 李长安

人工晶体学报

以醋酸锂、醋酸锰、硝酸镍、柠檬酸、乙二醇为原料,采用燃烧辅助合成锂离子电池正极材料LiNi0.05Mn1.95O4.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安、恒电流充放电等技术对合成产物进行物相、形貌及电化学性能分析与测试.结果表明:采用燃烧辅助合成LiNi0.05MnIn95O4过程中,前驱体在空气中点燃后已形成单一尖晶石相,经750℃热处理4h后得到的LiNi0.05Mn1.95O4粉末X射线衍射峰尖锐,结晶性好,晶粒尺寸均匀.该法合成的LiNi0.05Mn1.95O4粉末首次放电比容量为117.5 mAh·g-1,经50次充放电循环后的容量保持率为95.1%,合成的LiNi0.05Mn1.95O4粉末具有良好的电化学性能.

关键词: 锂离子电池 , 燃烧 , 正极材料 , 电化学

MnO2预处理对LiMn2O4性能的影响研究

吴显明 , 陈上 , 刘金练 , 麦发任 , 李长安

人工晶体学报

以经过硝酸预处理的电解二氧化锰为原料制备尖晶石LiMn2O4,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电对LiMn2O4进行物相、形貌及电化学性质分析.结果表明:采用经硝酸预处理MnO2制备的LiMn2O4粉末X射线衍射峰比未经硝酸预处理MnO2制备的LiMn2O4强度大,峰更尖锐,结晶性更好,粉末颗粒均匀,表面光滑,无团聚现象.经预处理MnO2制备的LiMn2O4在0.2C倍率放电时的比容量为121.1 mAh/g,高于未经预处理MnO2制备的LiMn2O4放电比容量116.7mAh/g,在室温或高温(55℃)不同充放电倍率循环时的容量保持率均高于未经预处理MnO2制备的LiMn2O4.

关键词: 锂离子电池 , 正极材料 , 锰酸锂

超声辅助TiO2包覆尖晶石LiMn2O4及电化学性能研究

刘金练 , 吴显明 , 麦发任 , 陈上 , 刘建本

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.03.019

采用超声辅助溶液法在尖晶石LiMn2O4表面包覆TiO2.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、交流阻抗技术分析合成材料的结构、形貌及电化学性能.结果表明:TiO2包覆LiMn2O4与LiMn2O4具有相似的X射线衍射结果,衍射峰尖锐,样品颗粒大小均匀,无明显团聚.室温下0.2C充放电时,表面包覆1%TiO2的LiMn2O4首次放电比容量为123.51 mAh·g-1,略低于未包覆LiMn2O4的124.02 mAh·g-1,但在2C和4C高倍率时,表面包覆1%TiO2的LiMn2O4比容量分别为105.54和80.73 mAh·g-1,远高于未包覆的79.76和66.37 mAh·g -1.室温及55℃下以0.2C倍率循环50后,表面包覆1% TiO2的LiMn2O4容量保持率分别为91.69%和87.36%,远高于未包覆LiMn2O4的86.58%和78.02%.室温下以1C倍率循环100次后,表面包覆1% TiO2的容量保持率比未包覆LiMn2O4高出3.75%.表面包覆TiO2后LiMn2O4的循环性能得到了大大的提高,尤其是高温循环性能.

关键词: 锂离子电池 , 表面包覆 , 锰酸锂 , 电化学性能

尖晶石钛酸锂的三乙醇胺辅助溶胶-凝胶法合成及其性能

麦发任 , 吴显明 , 陈上 , 曾姝 , 刘金练 , 赵俊海

材料科学与工程学报

以三乙醇胺为配位剂,Ti(OC4H9)4和LiAc·2 H2O为原料,通过溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料尖晶石Li4Ti5O12.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电分析检测产物的结构、形貌及电化学性能.结果表明:配位剂的用量对Li4Ti5O12结构及电化学性能有显著影响,其中三乙醇胺与Ti摩尔比为0.8时,Li4 Ti5O12具有良好的的电化学性能.1.OC下,其首次放电容量为153.0mAh· g-1,35次循环后放电容量仍为139.9mAh· g-1,容量保持率为91.5%.

关键词: 锂离子电池 , 负极材料 , Li4Ti5O12 , 溶胶-凝胶 , 三乙醇胺

Bi和F复合掺杂对LiMn2O4结构及电化学性能的影响

刘金练 , 麦发任 , 吴显明 , 李雷勇 , 施雯

材料科学与工程学报

采用固相法合成LiMn2-xBixO4-yFy(x=0,0.03;y=0,0.05,0.1),通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电及循环伏安等技术分析检测合成材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明:合成的LiMn2-xBixO4-yFy均为尖晶石结构,无杂相,颗粒表面光滑,大小均匀。常温下以0.2C倍率循环30次,LiMn1.97Bi0.03O3.95F0.05容量保持率为90.88%,远高于未改性LiMn2O4的86.51%,常温及55℃下以1 C倍率循环100次,LiMn1.97Bi0.03O3.95F0.05容量保持率分别为91.81%和83.69%,高于未改性的78.65%和71.82%。Bi和F复合掺杂提高了材料的稳定性和循环性能,尤其是高温循环性能。

关键词: 锂离子电池 , 锰酸锂 , 掺杂 , 电化学性能

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