上海紫一試劑廠專注電池類新材料的開發(fā)

富鋰量對摻鋁型錳酸鋰性能的影響

   研究了不同富鋰量對錳酸鋰性能的影響。對合成的材料進行了XRD、SEM、全電池充放電測試。結果表明,在熱處理溫度為920℃時,合成材料均為尖晶石相,隨著富鋰量的增加,顆粒的一次粒子粗化明顯,比容量減小,倍率性能和循環(huán)性能提高;當富鋰量為0.20 mol時,樣品綜合電化學性能*,1 C放電比容量為90.4 mA·h/g,25℃和55℃下的1 C充放50次,循環(huán)保持率分別為97.9%和94.1%。

Cr^3+與Sc^3+雙摻富鋰型錳酸鋰的合成與性能

采用分段固相法合成了 Cr 3+ 、Sc3+ 雙摻富鋰型錳酸鋰材料, 利用 X 射線衍射( XRD) 、掃描電鏡儀( SEM) 、充放 電測試與循環(huán)伏安測試( CV) 等方法探討了煅燒時間對材料的結構、錳的平均化合價、形貌以及電化學性能的影響。 研究表明在 750 ℃下煅燒, 分段延長煅燒時間, 則結晶度提高, 晶胞參數有增大的趨勢, 以此樣品為正極材料組裝的電 池, 其循環(huán)性能會有所改善。室溫下 0.2 C 恒流充放電測試表明, 一、二與三段法制備的正極材料 Li1.05Cr0.08Sc0.02Mn1.9O4 在 循 環(huán) 25 次 后 , 電 池 容 量 分 別 保 持 初 始 容 量 的 93.4% 、97.1% 、99.2% 。 綜 合 各 方 面 的 因 素 , 二 段 法 制 備 的 Li1.05Cr0.08Sc0.02Mn1.9O4 顯現出較為滿意的電化學性能 

近年來, 鋰離子蓄電池作為一種性能優(yōu)越的二次電池引 起了廣泛的關注、研究與開發(fā)。在已經實現商業(yè)化的鋰離子正 極材料中, 尖晶石結構的 LiMn2O4 所占的份額逐年上升, 雖然 LiMn2O4 的比容量比目前商業(yè)化的 LiCoO2 稍低, 但由于它較 易合成, 可以作為 3 V 和 4 V 正極材料, 而且 Mn 資源豐富而 廉價, 對環(huán)境污染較小, 又與碳負極有互補的體積效應, 故被 認為是極有希望取代 LiCoO2 的一種鋰離子正極材料, 也成為 當今鋰離子正極材料中的研究熱點。但 LiMn2O4 在循環(huán)過程 中的容量逐漸衰減, 尤其在高溫( 45 ℃以上) 下容量會迅速 衰減。為了解決這一難題, 往往通過摻雜少量的離子取代 Mn3+ , 以提高材料中 Mn 的平均化合價, 從而提高循環(huán)性能[1] 。 目前, 許多學者[2-3] 側重研究摻雜量與煅燒溫度對材料電化學 性能等的影響, 而煅燒時間對電化學性能等的影響研究得相對較少。本文主要探討了煅燒時間對分段固相合成法合成的 材料的結構、形貌與電化學性能等的影響, 通過雙摻少量 Cr 3+ 與 Sc3+ , 研究錳酸鋰在室溫下的循環(huán)性能。 1 實驗 1.1 分段固相法合成正極材料 以 Li2CO3 (AR)、Cr2O3 (AR)、Sc2O3 (AR)、MnCO3 (AR) 為 原 料, 按表 1 所列的反應時間及計量, 將原料研磨混合均勻后在 馬弗爐中 560 ℃預處理 4 h, 然后在 750 ℃煅燒若干時間段, 自然冷卻至室溫, 即得到灰黑色粉末狀錳酸鋰正極材料。 1.2 XRD 物相分析 用 X' Pert MPD Pro.(荷蘭 Philips 公司)型 X 射線衍射儀, Cu Ka 1( l =0.154 056 nm) 為線源, 管電壓為 40 kV, 管電流為 40 mA 條件下做物相分析, 掃描角度 2 q 為 10°～85°, 掃描 速度 4(°)/min, 步長為 0.02°。 1.3 SEM 形貌分析 以異丙醇作為分散劑, 將粉體均勻分散后, 在 XL30ESEM 型環(huán)境掃描電鏡(荷蘭 FEI 公司)觀測形貌, 加速電壓為 30 kV。

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