5V锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4改性研究现状 被引量：7

1

作者 唐致远 杨光明 王倩 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期35-38,46,共5页

近年来,研究人员发现过渡金属掺杂尖晶石材料LiMxMn2-xO4(M=Ni,Co,Cr,Cu,Fe,Al),放电平台可以达到5V左右。在这些材料中,由于LiNi0.5Mn1.5O4具有相对较高的容量,放电平台维持在4.7V,而备受关注。但是LiNi0.5Mn1.5O4仍然存在结构不稳定... 近年来,研究人员发现过渡金属掺杂尖晶石材料LiMxMn2-xO4(M=Ni,Co,Cr,Cu,Fe,Al),放电平台可以达到5V左右。在这些材料中,由于LiNi0.5Mn1.5O4具有相对较高的容量,放电平台维持在4.7V,而备受关注。但是LiNi0.5Mn1.5O4仍然存在结构不稳定、容量衰减比较严重等问题,研究人员通过掺杂金属离子或者取代部分氧来提高材料性能,以及通过包覆来减少材料与电解液的接触。综述了近年来为进一步提高LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能而对其进行改性的一些研究成果。 展开更多

关键词 锂离子电池 5V正极材料 尖晶石lini0.5mn1.5o4容量衰减改性

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5V锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的研究进展 被引量：8

2

作者 唐致远 胡冉 王雷 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期31-34,共4页

用3d过渡金属元素部分取代锂离子正极材料的尖晶石型锂锰氧化物中的Mn,可使电极获得接近5V的电压平台,5V电池的好处是可以获得高的功率密度。本文综述了近年来制备5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的方法以及通过这些方法制备出的材料的电化学... 用3d过渡金属元素部分取代锂离子正极材料的尖晶石型锂锰氧化物中的Mn,可使电极获得接近5V的电压平台,5V电池的好处是可以获得高的功率密度。本文综述了近年来制备5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的方法以及通过这些方法制备出的材料的电化学性能的优劣性。 展开更多

关键词 尖晶石型lini0.5mn1.5o4 正极材料 电压平台 锂离子电池

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锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4金属掺杂的第一性原理研究 被引量：8

3

作者 杨思七 张天然 +1 位作者 陶占良 陈军 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1029-1034,共6页

近来尖晶石相LiNi0.5Mn1.5O4被认为是一种有前景的二次锂离子电池正极材料.但是其相对较差的循环性能和倍率性能限制了LiNi0.5Mn1.5O4的大规模应用.金属掺杂被认为是一种提高其电化学性能的有效方法.然而,还急需深层次地理解掺杂对材料... 近来尖晶石相LiNi0.5Mn1.5O4被认为是一种有前景的二次锂离子电池正极材料.但是其相对较差的循环性能和倍率性能限制了LiNi0.5Mn1.5O4的大规模应用.金属掺杂被认为是一种提高其电化学性能的有效方法.然而,还急需深层次地理解掺杂对材料结构和电化学性质的影响.采用第一性原理方法,系统地研究了金属掺杂的LiM0.125Ni0.375Mn1.5O4(M为Cr,Fe和Co)电极体系的结构与电子性质.计算结果显示,少量的过渡金属M取代LiNi0.5Mn1.5O4晶格中的Ni,能够有效抑制材料在电化学脱嵌锂过程中的体积变化(从锂化相到脱锂相,体积变化率约为4%,而未掺杂的情况为4.7%),提高材料循环性能.体系态密度表明金属掺杂能够减小体系的带隙,进而提高材料的电子传导.另外,通过Li离子的扩散计算,我们发现与未掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4相比,Co掺杂使得Li在材料中两条不同扩散路径的扩散能垒分别降低了约90 meV和140 meV,表明Co掺杂有利于Li在材料中的快速扩散. 展开更多

关键词 第一性原理 尖晶石相lini0 5mn1 5o4 掺杂 体积变化率 锂扩散能垒

原文传递

流变相法合成ZnO包覆的尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4 被引量：2

4

作者 张胜利 李维 +1 位作者 宋延华 杨胜杰 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期205-206,共2页

以CH3COOLi、Ni(CH3COO)2和Mn(CH3COO)2为原料,用流变相法合成了正极材料ZnO包覆的Li Ni0.5Mn1.5O4。XRD测试表明:该材料为尖晶石结构。电化学性能测试表明:包覆ZnO后,Li Ni0.5Mn1.5O4在3.5～4.9 V以0.1C充放电的首次放电比容量为137.68... 以CH3COOLi、Ni(CH3COO)2和Mn(CH3COO)2为原料,用流变相法合成了正极材料ZnO包覆的Li Ni0.5Mn1.5O4。XRD测试表明:该材料为尖晶石结构。电化学性能测试表明:包覆ZnO后,Li Ni0.5Mn1.5O4在3.5～4.9 V以0.1C充放电的首次放电比容量为137.68 mAh/g,第30次循环的放电比容量为133.78 mAh/g,循环稳定性得到了改善。 展开更多

关键词 尖晶石lini0.5mn1.5o4 流变相法 Zno包覆

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自聚物裂解工艺制备5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4 被引量：2

5

作者 黄振德 彭迪 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第3期312-314,共3页

采用溶胶凝胶法的新型自聚物裂解工艺合成5 V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,经XRD、SEM和充放电循环测试,合成材料具有尖晶石结构,粒径大小分布均匀,在0.2 C充放电下首次放电比容量达到141 mAh/g,循环100次容量保持率为93%,与其它... 采用溶胶凝胶法的新型自聚物裂解工艺合成5 V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,经XRD、SEM和充放电循环测试,合成材料具有尖晶石结构,粒径大小分布均匀,在0.2 C充放电下首次放电比容量达到141 mAh/g,循环100次容量保持率为93%,与其它溶胶凝胶法的柠檬酸乙二醇工艺和高分子PAA工艺合成材料相比,电化学性能良好。 展开更多

关键词 尖晶石lini0.5mn1.5o4 溶胶凝胶法 自聚物裂解工艺

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丙烯酸用量和预烧温度的协同关系对LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能的影响

6

作者 黄振德 张雪旺 《化工技术与开发》 CAS 2020年第4期12-15,共4页

本文研究了丙烯酸用量与预烧温度之间协同关系的复配效应。采用丙烯酸盐自模板法,制备了5V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。经XRD、SEM和充放电循环测试,当nAA∶n金属离子=2.8∶1、预烧温度为500℃时,制备的材料为尖晶石结构,结晶度... 本文研究了丙烯酸用量与预烧温度之间协同关系的复配效应。采用丙烯酸盐自模板法,制备了5V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。经XRD、SEM和充放电循环测试,当nAA∶n金属离子=2.8∶1、预烧温度为500℃时,制备的材料为尖晶石结构,结晶度高,粒径大小均匀,在0.5C倍率的充放电循环下,首次放电容量为137mAh·g^-1,循环50次后容量保持率为94%,电化学性能优良。 展开更多

关键词 尖晶石lini0.5mn1.5o4 自模板法 协同复配效应

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悬胆折流式预热浓缩装置制备高分子络合碳酸盐LiNi0.5Mn1.5O4的工业化探究

7

作者 黄振德 张雪旺 《化工技术与开发》 CAS 2020年第2期31-34,共4页

采用悬胆折流式预热浓缩装置,中试工业化生产5V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。与实验型溶胶凝胶法相比,本法可降低传统预热浓缩所需的热量能耗,缩短工艺反应时间。经XRD、SEM和充放电循环测试,所合成的材料具有尖晶石结构,粒径大... 采用悬胆折流式预热浓缩装置,中试工业化生产5V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。与实验型溶胶凝胶法相比,本法可降低传统预热浓缩所需的热量能耗,缩短工艺反应时间。经XRD、SEM和充放电循环测试,所合成的材料具有尖晶石结构,粒径大小分布均匀,在1C大倍率充放电下,首次放电容量达到128mAh g^-1,循环30次后容量保持率为95%。中试合成材料与实验溶胶凝胶法产品的性能等同,具备工业化大规模生产前景。 展开更多

关键词 尖晶石lini0.5mn1.5o4 溶胶凝胶法 预热浓缩

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自模板法合成5V尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料及电化学性能研究

8

作者 黄振德 彭迪 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第1期114-118,共5页

通过自模板法采用马来酸酐与丙烯酸接枝共聚得到改性聚丙烯酸碳酸盐前驱体,模板结构呈交联网状稳固致密,高温烧结制得5 V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。经XRD、SEM、恒电流充放电和电化学循环伏安测试,所得材料具有微纳米结构,晶... 通过自模板法采用马来酸酐与丙烯酸接枝共聚得到改性聚丙烯酸碳酸盐前驱体,模板结构呈交联网状稳固致密,高温烧结制得5 V锂离子电池LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。经XRD、SEM、恒电流充放电和电化学循环伏安测试,所得材料具有微纳米结构,晶型规则,粒径大小一致。工作平台为4. 7 V,在0.5 C倍率下充放电循环测试,首次放电容量132 m Ah/g,循环50次容量保持率为93%,电化学性能优良。 展开更多

关键词 尖晶石lini0.5mn1.5o4 自模板法 MA-AA共聚

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水热法制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及其电化学性能的研究

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作者 孙才能 童庆松 +1 位作者 李秀华 黄行康 《吉林化工学院学报》 CAS 2014年第1期95-100,共6页

以LiOH·H2O、MnSO4·H2O和NiSO4·6H2O等为原料,采用水热法合成尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料.利用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射仪、电化学测试分别对材料形貌、结构和电化学性能进行表征.研究加入不同锂量和热处理对尖晶石... 以LiOH·H2O、MnSO4·H2O和NiSO4·6H2O等为原料,采用水热法合成尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料.利用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射仪、电化学测试分别对材料形貌、结构和电化学性能进行表征.研究加入不同锂量和热处理对尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料的初始容量、放电平台以及循环性能的影响.结果表明:经过850℃热处理所合成的材料分布均匀、结晶和电化学性能良好.当LiOH溶液为0.162 g·mL-1时,尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4材料在1 C倍率电流(140 mAh g-1)条件下,首次放电比容量为111.0 mAh·g-1.且该样品的循环性能优越:经150充放电循环后的容量衰减率仅为4.5%. 展开更多

关键词 水热合成 尖晶石lini0 5mn1 5o4 热处理 正极材料

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正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备和性能 被引量：2

10

作者 张胜利 马利华 +1 位作者 李良玉 宋延华 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期91-93,共3页

以Mn（CH3COO）2、Ni（CH3COO）2和CH3COOLi为原料，用流变相法制备了正极材料LiNi0．5Mn1．5O4。XRD测试表明：所得LiNio．5Mn1．504具有尖晶石结构。电化学性能测试表明：在750℃下焙烧6h制备的LiNio．5Mn1．504的电化学性能最佳。在3... 以Mn（CH3COO）2、Ni（CH3COO）2和CH3COOLi为原料，用流变相法制备了正极材料LiNi0．5Mn1．5O4。XRD测试表明：所得LiNio．5Mn1．504具有尖晶石结构。电化学性能测试表明：在750℃下焙烧6h制备的LiNio．5Mn1．504的电化学性能最佳。在3．5～4．9V以0．2C充放电，首次放比电容量为137．70mAh／g，第30次循环的放电比容量为135．75mAh／g。 展开更多

关键词 尖晶石lini0.5mn1.5o4 正极材料 流变相法

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煅烧温度对锂离子电池正极材料高压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4性能的影响

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作者 薛原 韩轶 +3 位作者 张益明 孟祥辉 顾大明 王振波 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2018年第3期292-296,324,共6页

为研究不同煅烧温度下锂离子电池正极材料高压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的电化学性能,在850、900和950℃下制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射,以及充放电循环测试和循环伏安测试对材料进行表征与测试,研究煅... 为研究不同煅烧温度下锂离子电池正极材料高压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的电化学性能,在850、900和950℃下制备LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射,以及充放电循环测试和循环伏安测试对材料进行表征与测试,研究煅烧温度对材料的影响。结果表明:随着煅烧温度的提高,LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4颗粒由球形向规则多面体转变;较高煅烧温度制备的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4材料具有较好的倍率性能;煅烧温度对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4循环性能的影响较小,均具有较好的循环性能,在0.2 C倍率循环100次,1 C倍率循环500次和5 C倍率循环1 000次后容量保持率分别为98%、94%和90%左右。该研究为高能量密度材料的选取提供了借鉴。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 高压尖晶石镍锰酸锂 煅烧温度

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锂离子蓄电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成 被引量：2

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作者 徐宁 刘国强 +1 位作者 曾潮流 吴维 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第B05期213-216,共4页

采用Pechini预燃烧法制备锂离子蓄电池正极材料尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4,将生成的聚合物前驱体在开放的空气中点燃,燃烧后的粉料在550～850℃中焙烧8h得到最终产物。研究了焙烧温度以及冷却速度对合成产物组成结构以及电化学性能的影响... 采用Pechini预燃烧法制备锂离子蓄电池正极材料尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4,将生成的聚合物前驱体在开放的空气中点燃,燃烧后的粉料在550～850℃中焙烧8h得到最终产物。研究了焙烧温度以及冷却速度对合成产物组成结构以及电化学性能的影响。结果表明在600℃焙烧8h,冷却速度为0.5℃/min,所得试样的电化学性能最好:在4.7V时,首次充放电容量为103mAh/g和100mAh/g,15次循环放电容量保持95.2%;在3.0V时,首次充放电容量为145mAh/g和134mAh/g,15次循环放电容量保持91.5%;2.6～4.9V范围内总的充放电容量为250mAh/g和242.5mAh/g,15次循环放电容量保持88.4%。 展开更多

关键词 锂离子蓄电池 正极材料 lini0.5mn1.504 合成 电化学性能

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磷酸钐包覆对高电压镍锰酸锂正极材料电化学性能的影响 被引量：1

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作者 李晓辉 魏爱佳 +4 位作者 穆金萍 何蕊 张利辉 王军 刘振法 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期10-20,共11页

尖晶石型镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4))因制备成本低、放电平台高及循环寿命长等优点,越来越多地应用于大型储能设备、能量转换设备、动力汽车等领域.然而LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)在高电压(5 V)充电状态下电解液易分解,从而导致比... 尖晶石型镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4))因制备成本低、放电平台高及循环寿命长等优点,越来越多地应用于大型储能设备、能量转换设备、动力汽车等领域.然而LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)在高电压(5 V)充电状态下电解液易分解,从而导致比容量降低以及循环性能衰退.针对以上问题,采用水热法制备磷酸钐(SmPO_(4))表面包覆改性LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)正极材料,研究了SmPO_(4)包覆量对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料电化学性能的影响.结果表明,当SmPO_(4)包覆量为0.5%(质量分数)时,改性材料(LNMO@SP-0.5)的电化学性能最优,在0.2C和5C倍率下的放电比容量分别为129.2和90.9 mA·h/g,而未包覆的材料Pristine LNMO的放电比容量分别仅有114.2和77.7 mA·h/g.在常温1C倍率下循环200次后,LNMO@SP-0.5的容量保持率为93.4%,而Pristine LNMO的容量保持率仅为86.6%.这归因于SmPO_(4)包覆能够有效缓解LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料与电解液之间的副反应,降低电极的极化程度和电荷转移电阻,增加了Li^(+)的扩散系数. 展开更多

关键词 尖晶石型镍锰酸锂 正极材料 磷酸钐包覆层 水热法

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微波法合成LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石

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作者 赵玉燕 田润赛 +3 位作者 常彩云 姜鑫宇 张通红 冯季军 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期320-324,共5页

分别利用溶胶-凝胶、有机共沉淀、水热过程3种方法制备前驱体,通过辅助微波加热制备了高电压正极材料镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)尖晶石;利用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学交流阻抗... 分别利用溶胶-凝胶、有机共沉淀、水热过程3种方法制备前驱体,通过辅助微波加热制备了高电压正极材料镍锰酸锂(LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4)尖晶石;利用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学交流阻抗谱(EIS)和充放电测试,对所制备材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征与测试。结果表明:不同制备方法所得前驱体经微波加热处理后均得到了立方结构的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石,晶体结构处于Ni/Mn分布有序与无序之间;溶胶-凝胶辅助微波法制备的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石结晶度较高,形貌规整,具有较好电化学性能,当放电流为0.2 C时,首次放电比容量为123.3 m A·h/g;在1 C下循环50圈后,容量保持率为94.5%。 展开更多

关键词 lini0.5mn1.5o4尖晶石 微波法 溶胶-凝胶 有机共沉淀 水热

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