【国家自然科学基金】_尖晶石型limn2o4_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

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【国家自然科学基金】_ⅱ型超晶格_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词超晶格线位错密度红外氮化镓探测器应变半导体激光器 ⅱ型超晶格 x射线衍射 inas/galnsb alxga1-xn
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词红外探测器 inas/gasb超晶格马耳他十字消光量子阱红外探测器量子线超品格表面漏电能量传递硫化石墨烯电子反射与干涉模型浓度猝灭无机液晶探测器拉曼光谱应变多层石墨烯插层化合物吸收波长双共振散射理论单轴应力分子束外延光致发光 v型槽图形衬底 tio2纳米棒 gaas
2013年序号 1 2 3 4 5 6
2013年科研热词解理几何相位分析 hrtem inas/gasb超晶格 inas gasb超晶格推荐指数 2 2 2 1 1 1
2014年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词锑化物量子阱红外探测器石墨烯焦平面拉曼光谱层间呼吸模层间剪切模二硫化钼 ii类超晶格
科研热词推荐指数锕系核素 1 铝热反应法 1 量子效率 1 超晶格 1 能带结构 1 结构相 1 粉体 1 第三代红外探测器 1 第一原理 1 硫化锌 1 界面 1 生长机制 1 烧绿石相 1 氧化锌 1 正电子湮没 1 探测率 1 异质结纳米线 1 广义梯度近似 1 基材 1 图解法 1 固化 1 双股类螺旋纳米带 1 原子力显微镜 1 制备工艺研究 1 光致发光 1 传输矩阵法 1 ⅱ型超晶格 1 zn2sno4 1 x射线衍射 1 nbn 1 inas/gasb超晶格 1 inas/ga(in)sb ⅱ类超晶格 1

尖晶石型LiMn2O4研究现状与发展

第45卷第6期2016年12月有色金属加工NONFERROUS METALS PROCESSINGVol. 45 No. 6December2016尖晶石型LiMn2 04研究现状与发展马鹏(江西理工大学材料工程学院，江西赣州34100)摘要:文章介绍了锂离子电池正极材料尖晶石锰酸锂的一些结构特性，重点描述了尖晶石LMn204正极材料的制备方法及其优缺点，以及关于尖晶石LMn204正极材料的最新改性研究，根据尖晶石LMn204现有的状况展望了其发展前景。

关键词:尖晶石锰酸锂;制备;改性;锂离子电池中图分类号:TG146.26 文献标识码:A 文章编号:1671 -6795(2016)06 -0012 -07近年来，锂离子电池受到越来越多的关注，锂离子电池最初主要用于摄像机、手机电池、数码相机和笔记本电脑等小型移动设备，如今在混合动力汽车、纯电动汽车和大型储电站等大型设备上也得到了广泛应用。

锂离子电池作为充电电池工作原理是锂离子在正极和负极之间移动。

锂离子电池主要由正极、负极、集流体、粘结剂、隔膜、电解液、电池组件和电池外壳等组成，其中电极材料占整个电池成本的44% (其中正极材料占30%，负极占14% )，正极材料的成本是负极的两倍。

在目前的锂离子电池技术中，锂离子电池的工作电压、能量密度和倍率性能主要由正极材料的理论容量和热力学性质所决定，所以正极材料的研发是锂离子电池发展的重点。

目前，锂离子电池的正极材料主要三大类，一类有LiC〇02、LiN i02、LiM n02正具有a- NaFe02型层状结构极材料，一类具有尖晶石结构的LiMn204材料，另外一类有橄榄石结构的 LiMP04(^1=恥、(：〇、1^^6等）材料[1]。

目前，商业化的主要有LiC〇02、LiMn204，但钴资源有限，价格昂贵，安全性能差且对环境污染大，不能适应大型动力电池的要求[2]。

尖晶石型锰酸锂具有资源丰富、能量密度高、成本低、无污染、安全性好等优点[3_5]，是理想的锂离子电池正极材料。

【国家自然科学基金】_粉末特性_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731

2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
疲劳极限强度疲劳变形电阻抗断层成像(eit) 电致发光电子技术甲壳素基质生物降解生物矿化生物相容性材料球磨物理性能热电性能烧结多孔结构点火炭黑填充型粉末天然橡胶炭黑填充型粉末nr 激光金属直接制造溶解度溶剂/非溶剂溶出速率渗透率活性粉末混凝土活性炭沥青烯沉积氮氧自由基氧化铁氧化物法氧化气固两相流气体浓差电池模板炭化法树脂基复合材料材料学材料机理机械感度机械合金化无纺布数值模拟放电等离子烧结摩擦阻力摩擦副推进剂挤出流变性能截止频率成型装置性能形貌强化混凝弯矩-曲率关系干摩擦层状mnps3 密炼机塑炼性能
科研热词推荐指数高频磁性能 2 磁致伸缩 2 热分解 2 润滑 2 水热法 2 发光特性 2 高锰酸钾预氧化 1 高分子 1 饮用水 1 颗粒流 1 非连续 1 非线性分析 1 集成电路 1 阻抗谱 1 门尼粘度 1 铝酸钡镁 1 铁纳米粉 1 铁电性能 1 钨酸锆粉体 1 金属粉末燃料冲压发动机 1 超磁致伸缩材料 1 负热膨胀 1 试验研究 1 裂纹演变 1 表面处理 1 表观剪切粘度 1 薄膜 1 荷载-挠度关系 1 荧光粉 1 荧光性质 1 航空、航天推进系统 1 臭氧/活性炭 1 胺化 1 胶原 1 羟基磷灰石类 1 纳米纤维 1 纳米粒子 1 纳米复合器件 1 粘结 1 粒度及粒度分布 1 粉末特性 1 粉末 1 稀土镝掺杂炭黑 1 稀土配合物 1 离子导电性 1 磨损量 1 磁谱 1 磁性 1 碳酸钙 1 硝酸异山梨酯 1 石墨粉气流 1 真空度 1

【国家自然科学基金】_接触电极_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119
ⅰ-ⅴ特性 tlbr tig电弧 sw焊头 sio pt/cu薄膜 p-gan i-v特性 gan dna cdteo3界面层 cajal样细胞 ag/agcl粉末1 1 1 1 1
推荐指数 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
接触电阻接触电极接触时间微观组织微纳单元制备微流控芯片微加工工艺微冲击开关并联接触平台效率工艺导电聚合物孔隙率多孔硅场效应晶体管响应率可动触点反向漏电反偏暗电流半导体光致发光体导电 v形坑 rf mems开关 p型zno纳米线 ph值 oled no2气敏特性 mott-schottky分析 m-s接触 linixmn2-xo4 licoo2 lb膜 koh溶液表面处理 i-v特性 gan基 gan cdznte晶片 cdznte 512元长线列

【国家自然科学基金】_聚甲基丙烯酸甲酯微球_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730

2013年科研热词细乳液水性聚氨酯复合微球可聚合表面活性剂双原位非球形微球表面羧基蘑菇状聚苯乙烯聚合物微球种子乳液聚合皂化甲基丙烯酸甲酯推荐指数 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年序号 1 2 3 4
科研热词聚甲基丙烯酸甲酯微球单分散分散聚合
科研热词葡萄糖检测苯乙烯芬顿氧化自组装胶体晶体聚硅氧烷纳米磁性复合微球碳酸钙甲基丙烯酸缩水甘油酯甲基丙烯酸甲酯热压浸渍一充填氧化镁氧化钙模板法模板合成法核壳微球新型引发剂微透镜阵列大孔tio2/sio2 多孔材料固定化酶分散聚合分子印迹光散射剂光子晶体乳液聚合 tio2纳米晶 pmma胶体晶体模板 pmma微球
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
2013年科研热词推荐指数序号锂离子电池 2 1 胶晶模板法 2 2 聚甲基丙烯酸甲酯微球 2 3 正极材料 2 4 尖晶石limn2o4 2 5 苯乙烯 1 6 磁性复合纳米微球 1 7 硬模板制备法 1 8 甲基丙烯酸甲酯 1 9 核-壳 1 10 无皂乳液聚合 1 11 复合微球 1 12 乳液聚合 1 13 三维有序大孔氧化铁 1 三维有序介孔过渡金属氧化物 1 tio2 1 spinel limn204 1 poly （methyl methacrylate） microspheres 1 lithium ion battery 1 fe3o4纳米粒子 1 colloidal crystal template method 1 cathode material 1

尖晶石LiMn_2O_4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究

2009年第67卷化学学报V ol. 67, 2009第19期, 2184～2192 ACTA CHIMICA SINICA No. 19, 2184～2192* E-mail: zhuangquanchao@ or sgsun@Received September 24, 2008; revised April 27, 2009; accepted June 10, 2009.国家重点基础研究和发展规划“973”项目(No. 2009CB220102)和中国矿业大学青年科技基金(No. ON080282)资助项目.No. 19 庄全超等：尖晶石LiMn2O4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究2185成的依赖关系, 对阐明锂离子电池的容量衰减机制以及改善锂离子电池的充放电循环性能和充放电倍率性能等具有重要的作用, 因而一直是锂离子电池研究关注的课题[1～5]. 尖晶石LiMn2O4材料以其原材料资源丰富、成本低、安全性好、无环境污染、易制备等优点, 是锂动力电池的首选正极材料[6～8], 受到广泛的重视. 电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy, 缩写为EIS)是研究电极/电解质界面发生的电化学过程的最有力工具之一, 广泛应用于研究锂离子在碳材料和过渡金属氧化物中的脱出和嵌入过程. 在前期的研究工作中, 我们在自制的三电极玻璃电解池中运用EIS研究了石墨电极的首次阴极极化过程, 发现在经历电化学扫描循环以前, EIS的高频区域不存在半圆(HFA: High frequency arc), 随电极极化电位降低, 观察到HFA从出现、成长到稳定的过程[9]. 将这一方法应用于研究锂离子电池电解液中甲醇杂质对石墨电极性能的影响和温度对石墨电极性能的影响机制, 均获得较好的结果[10,11]. 在本工作中, 我们运用EIS研究了尖晶石LiMn2O4电极在三电极玻璃电解池中的首次充放电过程, 重点探讨了锂离子在尖晶石LiMn2O4材料中的嵌锂物理机制.1 实验部分用溶胶-凝胶法制备尖晶石LiMn2O4. 具体过程如下: 以柠檬酸、硝酸锰、碳酸锂等按一定化学计量比计量, 加入适量的蒸馏水, 搅拌使样品溶解完全. 将烧杯放入水浴锅中, 加热至80 ℃, 加入氨水调节pH值至6左右, 发生较剧烈反应, 同时用电搅拌器搅拌, 至其形成浅黄色疏松状固体. 将样品在100 ℃下烘 12 h, 再在350 ℃下灼烧2～3 h, 冷却后在玛瑙研钵中碾磨, 得LiMn2O4的前驱体. 将前驱体转入坩埚中, 置于马弗炉在空气中于750 ℃灼烧 24 h. 样品在炉内自然冷却, 冷却后将样品碾磨, 过筛, 装袋编号, 待涂膜测试. 样品的XRD测试在荷兰Philip公司生产的Panalytical X'Pert型粉末X射线衍射仪上完成, 石墨单色器, Cu靶, (Cu K1)＝1.5406, 管电压40 kV, 管电流30 mA. 使用步进扫描方式, 在广角范围内对样品进行扫描.尖晶石LiMn2O4电极按80%的活性材料(天津巴莫科技股份有限公司)、10%的PVDF-HFP粘合剂(Kynar FLEX LBG, Elf-atochem, USA)、7%的石墨和3%的碳黑(上海杉杉科技有限公司)的质量百分比组成. 电解液为1 mol/L LiPF6-EC/DEC/DMC [V(EC)∶V(DEC)∶V(DMC)＝1∶1∶1, 张家港国泰华荣化工新材料公司].电极形貌用英国Oxford Instrument公司生产的LEO 1530型场发射电子显微镜(SEM)进行观察. 充放电性能测试采用扣式电池, 金属锂片作为对电极, 在新威电池检测系统(深圳新威电子仪器公司)上完成, 充放电倍率为0.1 C. EIS测试采用自制三电极玻璃电解池体系, 金属锂片作为参比和辅助电极, 在Par2263-1型电化学综合测试仪(Princeton applied research, USA)上完成, 频率测试范围105～10－2 Hz, 施加的交流信号振幅为5 mV. 电极极化电位的改变通过电位阶跃的方法实现, 在进行阻抗测试前, 电极在极化电位平衡2 h.2 结果与讨论2.1 尖晶石LiMn2O4材料的表征图1为所合成尖晶石LiMn2O4的XRD图谱与标准图谱(JCPDS)的对比. 可以明显观察到8个特征峰, 与尖晶石LiMn2O4标准衍射图相吻合, 无其它杂质峰存在, 显示合成产物都是纯相结构.图1所合成尖晶石LiMn2O4的XRD图谱与标准图谱对比 Figure 1Comparison of XRD pattern of the spinel LiMn2O4 prepared by sol-gel method and JCPDS standard of spinel LiMn2O4图2为尖晶石LiMn2O4的SEM图, 显示合成产物晶粒发育完整, 都形成了结晶完全、形状规则、具有比较完美晶型的晶格状态. 大部分颗粒粒径都在1～2 µm, 但也存在一部分粒径较小的颗粒.图2 所合成尖晶石LiMn2O4的SEM图(放大10000倍) Figure 2SEM image of synthesized spinel LiMn2O4, magnified by 10000 times尖晶石LiMn2O4电极的充放电曲线和循环性能曲线如图 3. 充放电过程中出现明显的两个平台, 显示锂离子的脱出和嵌入是分两步进行的[12,13], 测得初始放电2186化学学报 V ol. 67, 2009比容量约为110 mAh/g, 20周后其放电比容量为初始放电容量的75%, 与文献报道的结果相近[14].图3 尖晶石LiMn 2O 4电极的充放电曲线(A)和循环性能曲线(B)Figure 3 Charge-discharge curves (A) and cycling property (B) of the synthesized spinel LiMn 2O 42.2 尖晶石LiMn 2O 4电极首次充放电过程中的EIS 谱基本特征图4为尖晶石LiMn 2O 4电极首次充电过程中, 电极极化电位在3.75至3.95 V 之间EIS 谱随电极极化电位的变化. 可以观察到, 3.75 V 时的EIS 谱特征由高频区域一个压扁拉长的半圆(HFA)、中频区域的一段圆弧(MFA: Middle frequency arc)和低频区域的斜线三部分组成. 随着电极极化电位的升高, MFA 的曲率半径不断减小, 至3.875 V 时, 中频区域演变为一个完整的半圆. Aurbach 等[15～17]认为, HFA 反映锂离子在SEI 膜中的迁移; MFA 则与电荷传递过程有关; 低频区部分的斜线则反映了锂离子的固态扩散.在电极极化电位进一步升高至3.9 V 时, EIS 一个重要特征就是高频区域压扁拉长的半圆开始分裂为一个半圆和一段圆弧(分别称为HFA1和HFA2); 至3.925 V 时, EIS 由完全相互分离的四个部分组成, 即HFA1 (＞103 Hz), HFA2 (103～10 Hz), MFA (0.1 Hz)及低频区域的直线(＜0.1 Hz); 3.95 V 时, HFA1和HFA2又发生部分重叠, 至3.975 V 时, HFA1和HFA2又重新融合为一个拉长压扁的半圆, 这一奇特的现象尚未见文献报道. 上述结果表明尖晶石LiMn 2O 4电极EIS 谱高频区域的压扁拉长的半圆是由两个半圆相互重叠而成的, 它包含着两个时间常数, 在大多数情况下这两个时间常数不能够相互分离成为两个独立的半圆, 因此Aurbach 等[15～17]将其仅仅归因于锂离子在SEI 膜中的迁移, 显然是不够全面的. 我们在先前的研究中证实, 在LiCoO 2电极充放电过程中, EIS 谱的中高频区域半圆与LiCoO 2材料的电子电导率有关[18]. 虽然尖晶石LiMn 2O 4与LiCoO 2具有不同的导电机制, 但它们都具有半导体性质, 而且在锂离子嵌脱过程中它们的电子电导率都会随电极极化电位升高或降低而可逆地增大和减小[19]. 由此推测, HFA2可能与尖晶石LiMn 2O 4材料电子电导率有关.此外, 我们还观察到, 3.975 V 时EIS 的一个重要特征是分别在100 Hz 附近和1 Hz 附近各存在一与感抗相关的半圆(分别为HFIL: High frequency inductive loop 和LFIL: Low frequency inductive loop), 如图5所示. 当电极极化电位升高到4.0 V 时, HFIL 消失, 说明在充电过程中它更易于在低电位下形成. 随着电极极化电位进一步升高到4.175 V LFIL 消失, 至4.225 V 时中频区域半圆演变为一段弧线.尖晶石LiMn 2O 4电极首次放电过程中(如图6所示), 4.15 V 以上, EIS 谱的特征与充电过程中4.225 V 以上时EIS 的谱特征相似; 电极极化电位降低到4.125 V 时, EIS 中出现HFIL, 至4.1 V 时HFIL 消失. 随电极极化电位进一步降低, 4.025 V 时EIS 中出现LFIL, 至3.9 V 时LFIL 消失. 上述结果表明, 在尖晶石LiMn 2O 4电极首次放电过程中, 可在不同的电位区域出现与感抗相关的半圆, 这与首次充电过程中3.975 V 的EIS 中存在两个与感抗相关的半圆一致, 表明EIS 中的两个与感抗有关的半圆应归因于锂离子在尖晶石LiMn 2O 4材料中脱出和嵌入是分两步进行的. 3.9 V 以下, EIS 谱特征的变化规律与充电过程中随电极极化电位升高的变化规律基本相反, MFA 由一个完整的半圆逐渐变为一段圆弧. 2.3 等效电路的选取根据本文实验结果, 我们提出尖晶石LiMn 2O 4电极首次充放电过程中EIS 等效电路如图7所示. 其中R s 代表欧姆电阻, R SEI , R e 和R ct 分别为SEI 膜电阻、电子传输电阻和电荷传递电阻, 电感和与之对应的电阻分别用L 和R L 表示, SEI 膜电容C SEI , 电子电阻相关电容C e , 双电层电容C dl 以及扩散阻抗分别用恒相角元件(CPE) Q SEI , Q e , Q dl 和Q D 表示, CPE 的导纳响应表达式如下:00ππcos sin 22n n n n Y Y jY ωω⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠＝＋ (1)其中ω为角频率, j当n ＝0时, CPE 相No. 19庄全超等：尖晶石LiMn 2O 4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究2187当于一个电阻; n ＝1, CPE 相当于一个电容; n ＝0.5, CPE 相当于Warburg 阻抗. 在本研究中, 当0.5＜n ＜1时, Y 0被当作一个假电容, 其值近似等于电容C 的值.拟合过程中根据EIS 低频区域是否存在与扩散相关的斜线和与感抗相关的半圆, 通过添减Q D 和R L /L 等效电路实现对不同电位下EIS 的拟合. 图7所示的等效电路能较好地拟合不同电位下获取的EIS 实验数据, 其典型结果如图8所示. 可以看出, 实验数据曲线与拟合曲线实现较好重叠.图4 尖晶石LiMn 2O 4电极首次充电过程中, EIS 在3.75至3.95 V 之间的变化Figure 4Impedance spectra of the synthesized spinel LiMn 2O 4electrode at various potentials from 3.75 to 3.95 V in first charge process图5 尖晶石LiMn 2O 4电极首次充电过程中, EIS 在3.975至4.3 V 之间的变化Figure 5 Impedance spectra of the synthesized spinel LiMn 2O 4 electrode at various potentials from 3.975 to 4.3 V in first charge process2188化学学报 V ol. 67, 2009图6 尖晶石LiMn 2O 4正极首次放电过程中EIS 谱特征随电极电位的变化Figure 6 Impedance spectra of the synthesized spinel LiMn 2O 4 electrode at various potentials from 4.3 to 3.7 V in first discharge proc-ess图7 尖晶石LiMn 2O 4电极首次充放电过程中EIS 的等效电路 Figure 7 Equivalent circuit proposed for analysis of the synthe-sized spinel LiMn 2O 4electrode in first charge-discharge cycle图8 尖晶石LiMn 2O 4电极首次充电过程中4.05 V 时EIS 实验数据与使用图7所示等效电路模拟结果的比较Figure 8 A comparison of EIS experimental data at 4.05 V and simulation results using equivalent circuit of Figure 72.4 尖晶石LiMn 2O 4电极首次充放电过程中EIS 的等效电路分析图9为尖晶石LiMn 2O 4电极在首次充放电过程中, R SEI 随电极极化电位的变化. 从图9可以看到, 在首次充电过程中和放电过程中3.95 V 以上, R SEI 基本不随电极极化电位变化, 表明SEI 膜主要由电极和电解液接触过程中电极活性材料与电解液组分之间的自发反应形成, 充放电过程对其影响不大, 这与吕东生等[1,3]采用粉末电极研究的结果相一致. 3.975～3.95 V 之间SEI 膜阻抗迅速增大, 3.95 V 以下SEI 膜阻抗基本保持不变. 从图10可以看到, 经历充放电循环后, 尖晶石LiMn 2O 4材料颗粒明显发生破裂, 由此推测3.975～3.95 V 之间SEI 膜阻抗迅速增大可能是由于锂离子嵌入过程中尖晶石LiMn 2O 4材料颗粒体积膨胀, 导致其破碎造成.图11为尖晶石LiMn 2O 4电极在充放电过程中, R e 随电极极化电位的变化. 总体上R e 在充电过程中随电极极化电位的升高而减小, 在放电过程中随电极极化电位降低而增大, 这一结果与Nishizawa 等[19]采用电化学原位电导率测量的研究结果基本一致. 尖晶石LiMn 2O 4是混合价态化合物(Mn 3＋/Mn 4＋), 其电子的传导主要依靠电子在低价(Mn 3＋)和高价(Mn 4＋)离子之间的跃迁实现[20～22],No. 19庄全超等：尖晶石LiMn 2O 4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究2189图9 尖晶石LiMn 2O 4电极在首次充放电过程中, R SEI 随电极电位的变化Figure 9 Variations of R SEI with electrode potentials for the spinel LiMn 2O 4electrode in first charge-discharge cycle图10 充放电循环后尖晶石LiMn 2O 4电极的SEM 图(放大10000倍)Figure 10 SEM image of the synthesized spinel LiMn 2O 4 elec-trode after first charge-discharge cycle, magnified by 10000 times因此其电子电导率主要由两个方面的因素决定: (1)载流子(Mn 3＋中的电子)的量; (2)载流子的跃迁长度(Mn-Mn 原子间的距离). 在锂离子脱出过程中一方面会引起Mn 3＋氧化为Mn 4＋导致载流子数量减小, 从而致使尖晶石LiMn 2O 4电子电导率降低; 另一方面, 锂离子的脱出会引起尖晶石结构中Mn-Mn 原子间距离的收缩, 从而导致尖晶石LiMn 2O 4电子电导率增高. 实验中测量到的电子电导率的变化即是上述两种相反效应的加和. 锂离子在脱出过程中, 电子电导率随电极极化电位的升高而增大(即R e 随电极极化电位的升高而减小), 显示载流子跃迁距离的减小是导致锂离子脱出过程中电子电导率变化的主要原因, 它对电子电导率的影响要比载流子量的减小对电子电导率的影响大很多. 上述结果进一步证实HFA2是与尖晶石LiMn 2O 4材料电子电导率有关的半圆.图12为尖晶石LiMn 2O 4电极在充放电过程中, R ct随电极极化电位的变化. 如果假定不存在嵌入电极的锂离子之间和锂离子与嵌锂空位之间的相互作用, R ct 与嵌锂度x 具有如下关系[23],ct 0.50.5s 1(1)R fFAk x x ＝－(2)图11 尖晶石LiMn 2O 4电极在充放电过程中, R e 随电极极化电位的变化Figure 11 Variations of R e with electrode potentials for the spinel LiMn 2O 4 electrode in first charge-discharge cycle其中f ＝F /RT (式中F 为法拉第常数, R 为气体常数, T 为热力学温度), k s 为标准速率交换常数, A 为具有电活性的电极表面积. (2)式预示, 当x →0或1时, R ct 快速增大, 当x →0.5时, R ct 减小, 即在充放电过程中R ct 随电极极化电位升高或降低表现为先减小后增大. 可以看出, 尖晶石LiMn 2O 4正极在充放电过程中, R ct 随电极极化电位的变化均与(2)式基本符合, 证实MFA 是与电荷传递过程相关的半圆. 3.9～4.1 V 之间R ct 随电极极化电位几乎不变, 可能是由于存在嵌入电极的锂离子之间和锂离子与嵌锂空位之间的相互作用的缘故.图12 尖晶石LiMn 2O 4电极在充放电过程中, R ct 随电极极化电位的变化Figure 12 Variations of R ct with electrode potentials for the spinel LiMn 2O 4 electrode in first charge-discharge cycle2.5 感抗产生机制的分析电感通常定义为当流经电路中的电流发生改变时, 便会在这一电路中产生感应电动势阻止电流的变化, 因此对与感抗相关半圆的合理解释应该是由于锂离子的脱出而产生的感应电动势引起的. 我们在前期的研究中[24]提出在Li/LiCoO 2电池体系中, 感抗(IL)是由于锂离子的2190化学学报V ol. 67, 2009脱出而产生的感应电动势引起的. 它产生的原因可能是由于电极的导电不均匀性引起锂离子脱出过程中的不均衡性, 导致不同LiCoO2颗粒之间锂离子的脱出量不同, 产生被SEI膜分隔的富锂和贫锂区域, 从而在被SEI 膜分隔的LiCoO2和Li1－x CoO2 (0＜x＜0.5)之间形成局域浓差电池. 因为SEI膜并不是完美无缺的, 在锂离子脱出过程中, 上述局域浓差电池中的两电极间就会有局域电流通过, 从而产生电场对抗锂离子脱出产生的电场. 因此上述局域浓差电池在LiCoO2电极充电过程中产生阻止锂离子从LiCoO2电极中脱出的感应电流, 这种情况符合感抗产生的条件. 从图5至6中, 可以看到在Li/LiMn2O4电池体系中, 与在Li/LiCoO2电池体系中一致, IL同样出现在发生部分锂离子脱出的电位区域, 当尖晶石LiMn2O4的锂离子接近完全脱出或完全嵌入时, IL消失. 此外, 我们还观察到在第二周充放电循环过程中感抗几乎完全消失(实验结果未在本文给出). 上述结果表明, 在Li/LiMn2O4电池体系中, 感抗产生的机制与在Li/LiCoO2电池体系中类似, 也是由于存在局域浓差电池引起的. 然而与在Li/LiCoO2电池体系中不同的是, 我们发现在尖晶石LiMn2O4电极首次放电过程中, 会在两个不同的电位区域同时出现IL, 而且在首次充电过程中至3.975 V时, Nyquist图中同时存在两个IL. 这些结果表明在Li/LiMn2O4电池体系中存在两种不同的感抗产生机制, 即存在两种不同的局域浓差电池. 与在LiCoO2正极中锂离子的嵌脱过程不同, 在尖晶石LiMn2O4正极中锂离子的脱出和嵌入是分两步进行的, 锂离子先占据其中一半的8a位置(四面体8a位置), 而后随电位的升高再占据其它需要更高活化能的位置. 因此可以推测, 在Li/LiMn2O4电池体系中存在两种不同的局域浓差电池是由于锂离子的脱出和嵌入分两步进行造成的,从而这两种局域浓差电池可分别表示为LiMn2O4/Li1－x Mn2O4和Li0.5Mn2O4/Li0.5－x Mn2O4, 它们在Nyquist图存在的频率范围不同, LiMn2O4/Li1－x Mn2O4局域浓差电池所产生的IL一般出现在中高频区域(100 Hz 附近), Li0.5Mn2O4/Li0.5－x Mn2O4局域浓差电池所产生的IL一般出现在中低频区域(1 Hz附近). 图13和图14中分别给出了这两种局域浓差电池模型的示意图. 在尖晶石LiMn2O4电极充放电过程中, 伴随锂离子的嵌入Li0.5Mn2O4/Li0.5－x Mn2O4局域浓差电池会不断地渗漏电流, 直至一半的锂离子完全嵌入(对应于[Mn2O4]－全部转变为Li0.5Mn2O4), 即尖晶石LiMn2O4正极内部不再存在锂离子的浓差极化; 随着电极极化电位的进一步降低, 伴随着另一半锂离子的嵌入LiMn2O4/Li1－x Mn2O4局域浓差电池会开始不断地渗漏电流, 直至另一半的锂离子完全嵌入(对应于Li0.5Mn2O4全部转变为LiMn2O4), 感图13 尖晶石LiMn2O4电极在首次充放电过程中, Li0.5Mn2O4/ Li0.5－x Mn2O4局域浓差电池模型示意图Figure 13 Schematic presentation of model for the Li0.5Mn2O4/ Li0.5－x Mn2O4 concentration cell of the spinel LiMn2O4 electrodein first charge-discharge cycle图14尖晶石LiMn2O4电极在首次充放电过程中, LiMn2O4/ Li1－x Mn2O4局域浓差电池模型示意图Figure 14 Schematic presentation of model for the LiMn2O4/ Li1－x Mn2O4 concentration cell of the spinel LiMn2O4 electrode in first charge-discharge cycle抗消失; 锂离子的脱出过程正好与上述过程相反. 可以推测, 在某些特定的条件下, 即当锂离子脱出过程极度不均衡时, 上述两种局域浓差电池可能同时存在, 即尖晶石LiMn2O4电极首次充电过程中3.975 V时所出现的情况. 如前所述, 尖晶石LiMn2O4充电过程中, 锂离子的第二步嵌入或脱出过程需要较大的活化能, 因此在LiMn2O4电极首次充电过程中LiMn2O4/Li1－x Mn2O4局域浓差电池应更易于出现. 这与本文的实验结果也是基本No. 19 庄全超等：尖晶石LiMn2O4中锂离子嵌入脱出过程的电化学阻抗谱研究2191上相符的(图4和5). 综上所述, 我们提出Li/LiMn2O4电池体系中在两个不同的电位区域同时出现IL, 是由于存在LiMn2O4/Li1－x Mn2O4和Li0.5Mn2O4/Li0.5－x Mn2O4两种局域浓差电池, 能够很好地解释本文中观察到的实验现象.2.6 关于嵌锂过程物理机制的讨论锂离子电池的充放电是通过锂离子在正负极间的脱出和嵌入来实现的. 充电时, 电极中的锂离子从基体中脱出, 嵌入负极; 放电时, 锂离子从负极中脱出, 嵌入正极. 因此正常的充放电过程, 需要锂离子、电子的共同参与, 这就要求锂离子电池的电极必须是离子和电子的混合导体, 电极反应只能够发生在电解液、导电剂、活性材料的接合处[25]. 然而事实上, 锂离子电池的正极活性材料多为过渡金属氧化物或者过渡金属磷酸盐, 它们的导电性都不尽如人意. 它们往往都是半导体甚至绝缘体, 导电性较差, 必须要加入导电剂来改善导电性; 因此在锂离子嵌入正极活性材料过程中, 电子的转移是通过导电剂和活性材料的颗粒接触处完成的.根据吸附原子模型[26], 锂离子在活性材料中的嵌入脱出主要包括以下过程: 首先锂离子从电解液中扩散迁移通过覆盖在活性材料表面的SEI膜, 此过程可用一个R SEI/C SEI并联电路表示, 其中R SEI即为锂离子扩散迁移通过SEI膜的电阻; 同时活性材料由外电路获得电子, 电子进入活性材料的价带, 并扩散到达嵌锂位附近, 使电荷达到平衡, 此过程可用一个R e/C e并联电路表示, R e 即为活性材料的电子电阻, 它反映了电子在活性材料颗粒中传输过程的难易. 其次锂离子在活性材料中扩散迁移至嵌锂位, 并成为活性材料晶格的一部分, 这一过程称为电荷传递过程, 可用一个R ct/C dl并联电路表示. R ct 即为电荷传递电阻或称之为电化学反应电阻, C dl为双电层电容. 最后锂离子和电子共同扩散至活性材料内部. 为了更好地理解上述过程, 在图15给出了嵌锂过程物理机制的模型示意图. 与文献中已有的嵌锂过程物理机制的模型相比[27,28], 这一模型充分考虑了导电剂对嵌锂过程的影响, 即电子传输过程对嵌锂过程的影响. 从图15可以看出, 由于SEI膜对电子是绝缘的, 电极活性材料颗粒电子的获得只能通过导电剂与电极活性材料颗粒的连接处实现, 电子进入活性材料的价带后, 扩散到达嵌锂位附近一般存在一定的距离, 这必然导致锂离子在导电性较差的正极活性材料中的嵌脱过程中, 电子的传输过程将是关键步骤之一.从以上讨论可以得出, 对石墨负极而言, 其活性材料为电子的良导体, R e很小, 因而其EIS中不存在与R e/C e并联电路相关的半圆, 此时EIS由与R SEI/C SEI并联电路、R ct/C dl并联电路相关的两个半圆和反映锂离子固图15嵌锂过程物理机制的模型示意图Figure 15 Schematic presentation of model for the physical mechanism of lithium insertion and deinsertion态扩散过程的斜线三部分组成. 对LiCoO2和尖晶石LiMn2O4而言, 由于它们电子电导率较小, 即R e较大, 因而EIS中还应包含与R e/C e并联电路相关的半圆, 所以EIS应由与R SEI/C SEI并联电路、R ct/C dl并联电路和R e/C e 并联电路相关的三个半圆以及反映锂离子固态扩散过程的斜线四部分组成. 对于两个特定的相互接触的活性材料颗粒而言, 在电极制备过程中, 如果活性材料没有和导电剂均匀地混合或活性材料粒径差别很大, 都会导致它们具有不同的R e, 从而导致锂离子嵌入或脱出过程的不均匀性, 致使两个颗粒之间的嵌锂度不同, 在电极中形成贫锂和富锂的颗粒, 进而产生感抗. 本文的研究结果充分验证了上述分析.根据上述嵌锂过程物理机制的模型可以得出, 相对于尖晶石LiMn2O4而言, LiCoO2作为锂离子电池的正极材料具有更大的优越性. 因为与LiMn2O4为n型半导体材料不同, LiCoO2为p型半导体, 主要依靠空穴导电[29,30]. 因而在锂离子脱出过程中R e单调减小, 而且几乎不受充放电循环过程中晶格收缩和膨胀的影响, 只与嵌锂度有关, 从而保证了电子有效传输. 而尖晶石LiMn2O4为n 型半导体, 其电子的传导主要依靠电子在低价(Mn3＋)和高价(Mn4＋)离子之间的跃迁实现[20～22]. 其电子电导率主要由两个方面的因素决定: (1)载流子(Mn3＋中的电子)的量; (2)载流子的跃迁长度(Mn-Mn原子间的距离). 由于在锂离子脱出过程中, 载流子的量不可避免减小, 因而LiMn2O4的电子电导率强烈依赖于载流子的跃迁长度. 但在长期充放电循环过程中或高温下, Mn-Mn原子间距的增大是不可避免的, 也就不可避免地降低了LiMn2O4电子电导率. 这可能是导致LiMn2O4正极在长期充放电循环过程中或高温下容量衰减的重要原因, 同时可能也是尖晶石LiMn2O4和LiCoO2电化学性能存在较大差别的重要原因. 从以上讨论还可以得出, 优良的锂离子电池正极材料应为p型半导体而不是n型半导体, 因而在2192化学学报V ol. 67, 2009新型正极材料的研发中, 我们应以开发p型半导体电极材料为主, 或通过掺杂、改性等手段将n型半导体材料转变为P型半导体材料.3 结论运用EIS研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程. 发现EIS的高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的, 将其分别归属于与锂离子通过SEI 膜的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的半圆. EIS的等效电路分析结果表明, 尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程中, 3.975～3.95 V之间SEI膜阻抗迅速增大, 可能是由于锂离子嵌入过程中, 尖晶石LiMn2O4材料颗粒体积膨胀, 导致其破碎造成的; R e在充电过程中随电极极化电位的升高而减小, 在放电过程中随电极极化电位降低而增大, 显示载流子跃迁距离的减小是导致锂离子脱出过程中电子电导率变化的主要原因, 它对电子电导率的影响要比载流子量的减小对电子电导率的影响更显著. 根据实验结果提出了在Li/LiMn2O4电池体系中存在导致产生感抗的LiMn2O4/Li1－x Mn2O4和Li0.5Mn2O4/Li0.5－x Mn2O4两种局域浓差电池模型和嵌锂物理机制, 很好地解释了所获得的实验结果.References1 Lü, D.; Li, W. Acta Chim. Sinica2003, 61, 225 (in Chinese).(吕东生, 李伟善, 化学学报, 2003, 61, 225.)2 Pollak, E.; Salitra, G.; Baranchugov, V.; Aurbach, D. J.Phys. Chem. C2007, 111, 11437.3 Lu, D.; Li, W.; Zuo, X.; Yuan, Z.; Huang, Q. J. Phys. Chem.C 2007, 111, 12067.4 Broussely, M.; Biensan, P.; Simon, B. Electrochim. Acta1999, 45, 3.5 Levi, M. D.; Aurbach, D. J. Phys. Chem. B1997, 101, 4630.6 Tamura, K.; Horiba, T. J. Power Sources1999, 81-82, 156.7 Iwahori, T.; Ozaki, Y.; Funahashi, A.; Momose, H.; Mit-suishi, I.; Shiraga, S.; Yoshitake, S.; Awata, H. J. Power Sources1999, 81-82, 872.8 Horiba, T.; Hironaka, K.; Matsumura, T.; Kai, T.; Koseki,M.; Muranaka, Y. J. Power Sources2001, 97-98, 719.9 Zhuang, Q. C.; Tian, L. L.; Wei, G. Z.; Dong, Q. F.; Sun, S.G. Chin. Sci. Bull. 2009, 54, 1233 (in Chinese).(庄全超, 田雷雷, 魏国祯, 董全峰, 孙世刚, 科学通报, 2009, 54, 1233.)10 Zhuang, Q. C.; Chen, Z. F.; Dong, Q. F.; Zhou, Z. Y.; Sun,S. G. Chem. Res. Chin. Univ. 2005, 26, 2073 (in Chinese).(庄全超, 陈作锋, 董全峰, 周志友, 孙世刚, 高等学校化学学报, 2005, 26, 2073.)11 Zhuang, Q. C.; Wei, G. Z.; Dong, Q. F.; Sun, S. G. ActaPhys.-Chim. Sinica2009, 25, 406 (in Chinese).(庄全超, 魏国祯, 董全峰, 孙世刚, 物理化学学报, 2009, 25, 406.)12 Eriksson, T.; Hjelm, A. K.; Lindbergh, G.; Gustafssona, T.J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A1164.13 Liu, W.; Farrington, G. C. J. Electrochem. Soc. 1996, 143,879.14 Shin, Y.; Manthiram, A. J. Electrochem. Soc. 2004, 151,A204.15 Aurbach, D.; Gamolsky, K.; Markovsky, B.; Salitra, G.;Golfer, Y.; Heider, U.; Oesten, R.; Schmidt, M. J. Electro-chem. Soc. 2000, 147, 1322.16 Aurbach, D.; Levi, M. D.; Gamulski, K.; Markovsky, B.;Salitra, G.; Levi, E.; Heider, U.; Heider, L.; Oesten, D. J.Power Sources 1999, 81-82, 472.17 Aurbach, D.; Levi, M. D.; Levi, E.; Teller, H.; Markovsky,B.; Salitra, G.; Heider, U.; Heider, L. J. Electrochem. Soc.1998, 145, 3024.18 Zhuang, Q. C.; Xu, J. M.; Fan, X. Y.; Jiang, Y. X.; Dong, Q.F.; Huang, L.; Sun, S.G. Chin. Sci. Bull. 2007, 52, 147 (inChinese).(庄全超, 许金梅, 樊小勇, 姜艳霞, 董全峰, 黄令, 孙世刚, 科学通报, 2007, 52, 147.)19 Nishizawa, M.; Ise, T.; Koshika, H.; Itoh, T.; Uchida, I.Chem. Mater. 2000, 12, 1367.20 Pistoia, G.; Zane, D.; Zhang, Y. J. Electrochem. Soc. 1995,142(8), 2551.21 Marzec, J.; Świerczek, K.; Przewoźnik, J.; Molenda, J.;Simon, D. R.; Kelder, E. M.; Schoonman, J. Solid State Ion-ics2002, 146, 225.22 Pistoia, G.; Zane, D.; Zhang, Y. J. Electrochem. Soc. 1995,142, 2551.23 Levi, M. D.; Gamosky, K.; Aurbach, D. Electrochim. Acta2000, 45, 1781.24 Zhuang, Q. C.; Xu, J. M.; Fan, X. Y.; Wei, G. Z.; Dong, Q.F.; Jiang, Y. X.; Huang, L.; Sun, S.G. Sci. China, Ser. B2007, 50, 776.25 Whittingham, M. S. Chem. Rev. 2004, 104, 4271.26 Bruce, P. G.; Saidi, M. Y. J. Electroanal. Chem. 1992, 322,93.27 Barsoukov, E. In Impedance Spectroscopy Theory, Experi-ment, and Applications, Eds.: Barsoukov, E.; Macdonald, J.R., John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2005, p. 445.28 Barsoukov, E.; Kim, D. H.; Lee, H.-S.; Lee, H.; Yakovleva,M.; Gao, Y.; Engel, J. F. Solid State Ionics2003, 161, 19.29 Julien, C. M. Mater. Sci. Eng. R2003, 40, 47.30 Marianetti, C. A. Ph.D. Dissertation, Massachusetts Insti-tute of Technology, Cambridge, 2004, pp. 51～83.(A0809243 Cheng, B.; Zheng, G.)。

熔盐燃烧合成尖晶石型LiMn2O4的研究

熔盐燃烧合成尖晶石型LiMn2O4的研究*刘林，张晓海，韩艳飞，宰江左，郭俊明（云南民族大学民族药资源化学国家民委－教育部重点实验室，昆明650500）摘要:以低熔点醋酸锂和醋酸锰为原料，不外加其他燃料，不作任何预处理，较系统地研究了加热温度500－700℃以及保温时间2－6h时对熔盐燃烧合成尖晶石型LiMn2O4的影响。

结果表明，在本实验条件下都可合成主晶相为LiMn2O4的物质，其中杂质为Mn2O3或Mn3O4，600℃时产物中LiMn2O4的纯度最高；在600℃及其以下时杂质为Mn2O3，而700℃时为Mn3O4；产物LiMn2O4的结晶性随保温温度和保温时间变化不大，杂质Mn2O3的含量随保温温度增加而减少，但随保温时间变化不大。

关键词：熔盐燃烧合成；尖晶石型LiMn2O4；醋酸盐；正极材料1 引言尖晶石型LiMn2O4正极材料锰来源丰富、成本低、无毒等优点，被认为是很有希望代替LiCoO2作为锂离子电池的正极材料之一。

制备LiMn2O4的方法主要有高温固相法[1-3]、熔盐浸渍法[4]、溶胶-凝胶法[3]、燃烧合成法[5,6]等。

熔盐浸渍法与液相燃烧合成法均能实现原料的均匀收到初稿日期：2011-03-15基金项目：国家自然科学基金（51062018）；云南民族大学大学生创新性实验计划项目（2009HSCX01）作者简介：刘林，女，1991年生，2009级本科生；通讯作者：郭俊明混合，但熔盐浸渍法需用KCl或过量的LiOH作为熔融盐，在制备完成后，要使用蒸馏水、乙醇对样品进行洗涤，除去KCl或过量的锂盐，工艺较复杂，成本高。

液相燃烧法与熔盐法都可使原料混合均匀,在液态间进行反应,离子扩散速度显著加快,有效地降低了反应温度和缩短了反应时间,可使材料的晶体结构和性能得到改善。

Kang等[7]报道用醋酸锂和醋酸锰为原料，不添加其他燃料，以加热熔融原料自混合方式和每分钟升温10℃的速率，研究了制备尖晶石型LiMn2O4物质的过程。

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科研热词致病力分化红河断裂带灯盏花火焰原子吸收光谱法水稻白叶枯病菌微量元素尖晶石型limn_2o_4 小种高温糜棱岩香菇颜色重建青藏高原锆石年龄锂离子电池铜钼矿床钾质-超钾质火山岩针叶林金属元素重金属重力段差鄂尔多斯盆地道路网络通径分析运动学越南走滑拉分贺兰山裂合酶cpce/f 表面活性剂表层沉积物藻蓝蛋白α -cpc 藻红蓝蛋白α -pec 藻红胆素藏东斑岩带营养价值荷叶芽和根诱导胶原胁迫聚合物组织培养纵向岭谷区纳米氧化锌红河流域红河三角洲紫花苜蓿紫山药粒度秦岭西部种植碳屑处理方法矿物元素
斑岩铜矿数量性状控制中心接收函数成矿时代成矿作用愈伤组织影响形变弱激光广西干扰效应幂等矩阵巴彦乌拉山-狼山断裂左行走滑岩浆起源对合矩阵孤子特征孢粉大地构造多尺度分析多光谱成像堇青石地质年代学地壳速度结构土壤固相燃烧合成哈播哀牢山-红河剪切带周期解合成右江盆地变质变形作用双cmos 原子吸收光谱法原始植被南海北部化学性质剪压应变凋落物层冶炼厂光谱重建光谱反射率光子与生物分子互相作用体内重组低温燃烧合成低温熔盐燃烧法介电性能云南省云南丹池盆地三叠纪 zn2+ shrimp锆石定年

尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展

尖晶石LiMn 2 O 4正极材料的研究进展陈锐芳w,撒召遥w,苏长伟，郭俊明（1.云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室，云南昆明650500；2.云南民族大学生物材料绿色制备技术国家与地方联合工程研究中心，云南昆明650500 ）摘要：分析尖晶石锰酸锂（LiMn 2O 4 ）正极材料的结构和充放电机理，并对常见的制备方法，如高温固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、熔盐燃烧法、水热合成法和液相无焰燃烧法等进行介绍。

分析尖晶石LiMn 2O 4的容量衰减机理，指出在循环过程中，发生的Jahn-Teller 效应、锰溶解歧化反应、氧缺陷和有机电解液分解等现象是制约商品化应用的瓶颈。

对尖晶石LiMn 2O 4的改性策略进行总结归纳，元素掺杂、表面包覆、显微结构控制和合成工艺的优化，可提高整体循环性能。

关键词：锂离子电池；正极材料；尖晶石锰酸锂（LiMn 2O 4 ）；制备中图分类号:TM912. 9 文献标志码:A 文章编号：1001-1579（2020）05-0496-05Research progress in spinel LiM^O q cathode materialCHEN Rui-fang 1，2 ,SA Zhao-yao 1，2 ,SU Chang-wei 1，2 ,GUO Jun-ming 1，2(1. Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Mineral Resources in Ethnic Regions , Yunnan Minzu University,Kunming , Yunnan 650500, China ； 2. Key Laboratory of Resource Clean Conversion in Ethnic Regions ,Education Department of Yunnan , Yunnan Minzu University , Kunming , Yunnan 650500, China )Abstract ： The structure and charge -di s charge mechanism of spinel lithium manganate(LiMn 2O 4) cathode materials were analyzed ,the normal preparation methods ， such as high temperature solid state method ， sol-gel method ， coprecipitation method ， molten saltcombustion method ， hydrothermal synthesis method and liquid phase flameless combustion method were described. The capacitydecay mechanism on spinel LiMn ^O 4 was analyzed , it was pointed out that the Jahn-Teller effect , manganese dissolutiondisproportionation reaction , oxygen defects and decomposition of organic electrolyte during cycling were the bottlenecks restricting itscommercial application. The modification strategies on spinel LiMn 2 O 4 was summarized , element doping , surface coating , microstructurecontrol and synthesis process optimization were considered as effective strategies to improve the overall cycle performance.Key words ：Li-ion battery ； cathode material ； spinel lithium manganate ( LiMn 2O 4 ) ; prepration尖晶石锰酸锂（LiMn 2O 4）可弥补钻酸锂（LiCoO 2）的缺点，深受广大研究者的青睐。

尖晶石LiMn_2O_4容量衰减的原因及性能改进

作者简介:万传云(1971-),女,河南人,上海应用技术学院化学工程系副教授,博士,研究方向:电化学及化学电源。

基金项目:上海市重点学科建设项目(P1501)尖晶石LiMn 2O 4容量衰减的原因及性能改进万传云(上海应用技术学院化学工程系,上海　200235)摘要:分析了尖晶石LiMn 2O 4容量衰减的原因:Jahn 2Teller 效应、Mn 的溶解、有机电解液的分解、Li 和Mn 的错位、自放电及不稳定的两相结构等。

从合成方法、掺杂及表面修饰等角度,介绍了抑制尖晶石LiMn 2O 4容量衰减和提高循环性能的方法。

关键词:锂离子电池;　尖晶石LiMn 2O 4;　容量衰减;　正极材料中图分类号:TM91219 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2007)06-0463-03Main factors inducing capacity fading of spinel LiMn 2O 4and the performance improvementWAN Chuan 2yun(Depart ment of Chemical Engineering ,S hanghai Institute of Technology ,S hanghai 200235,China )Abstract :The factors of spinel LiMn 2O 4capacity fading such as Jahn 2Teller effect ,dissolution of Mn ,decomposition of organicelectrolyte ,dislocation of Li and Mn ,self discharge and unstable structures of two phases were analyzed 1The methods to prevent the capacity fading and increase the cycle performance of spinel LiMn 2O 4were introduced from the points of view of synthesis method ,doping and surface modification 1K ey w ords :Li 2ion battery ;　spinel LiMn 2O 4;　capacity fading ;　cathode material 尖晶石LiMn 2O 4用于锂离子电池,具有原材料丰富、价格低廉及对环境友好等优点,但在充放电过程中,特别是高温环境下存在容量衰减快和循环性能差的问题,使它在在锂离子电池中的实用化进程受到制约[1]。

【国家自然科学基金】_尖晶石相_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

活动大陆边缘氧化膜氧化正极材料模板电泳沉积晚古生代微波吸收特性强水解峨眉山玄武岩岩石学岩石化学岩浆过程岗上超镁铁质岩山东尖晶石结构尖晶石型limn_2o_4 尖晶石li4ti5o12 尖晶石-刚玉-sialon复相材料尖晶石密度泛函理论天和永复合纳米管堆晶基性麻粒岩地幔岩石固相燃烧合成固相合成法固溶度固溶体固体氧化物燃料电池(sofc) 含石榴石橄榄岩捕虏体可纺性变质组合变质橄榄岩变基性岩变压熔融柱反应温度原生岩浆原岩类型压力计华北板块力学稳定性前驱体制备判别图解凝胶-沉淀法准确度低热固相东湾子岩体东海不锈钢上地幔岩石分层 γ -mg2sio4 spinel-sialon复相材料
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121
pp3孔 pp1孔 p-t平衡条件 ni-cu-fe-al合金 mnfe_2o_4 mnfe2o4铁氧体纤维 mn0.6zn0.4fe2o4 lacoo3 hf同位素 fe掺杂 dmf cr(vi) cofe2o4纳米线 cao al2o3模板
科研热词磁性能溶胶-凝胶镁铝尖晶石锂离子电池铝热还原氮化铝灰铁氧体粉煤灰沂水杂岩有机凝胶先驱体转化法岩石成因岩石地球化学 limn2o4 高温高压相转变实验高温高压面比电阻锆石shrimp u-pb定年锆石铬渣铬成矿作用铬尖晶石铁电性铁氧体纤维金属连接体边缘对流超高压变质石榴石橄榄岩超高压评述螯合剂苏鲁超高压变质带聚丙烯酸耐火材料结构纳米颗粒纳米粉体纳米晶精确度磁性质磁性相变电炉电化学性能玄武岩热处理制度烟尘溶胶-凝胶自蔓延溶胶-凝胶法溶胶-凝胶模板法湿化学合成温度淀粉浸出

正尖晶石LiMn_2O_4电化学性能研究

第6卷　第3期2000年8月电化学EL ECTROCHEMISTR YVol.6　No.3Aug.2000文章编号:100623471(2000)0420442209正尖晶石LiMn2O4电化学性能研究卢世刚3,孙玉成,刘人敏,金维华,李文忠,韩沧(北京有色金属研究总院矿物资源与冶金材料研究所,北京　100088)摘要:　采用高温固相反应合成了尖晶石LiMn2O4锂离子电池正极材料,并对其性能进行研究.综合考察了影响材料电化学性能的主要因素,诸如原材料的选择、合成温度、Li/Mn比以及添加金属元素Co等.研究了材料在高温下的电化学性能和影响因素,并分析了LiMn2O4在电解质中的溶解和引起容量衰减的原因.关键词:　锂离子电池;正尖晶石LiMn2O4;固相合成;电化学性能中图分类号:　TM201.4;TM912.9 文献标识码:　A正尖晶石LiMn2O4是一种嵌锂化合物,锂离子因化学或电化学作用可以嵌入或脱出.在锂离子电池中用作正极活性材料,它具有嵌锂电位高、嵌锂容量大等特点,可以与正在广泛使用的LiCoO2相媲美.由于锰资源丰富、对环境无污染,是替代LiCoO2比较理想的一种廉价新型材料.一般多采用固相反应法合成正尖晶石LiMn2O4[1～3],反应温度在700℃以上,也可以利用低温法如溶胶2凝胶法、共沉淀法合成此材料[4～5].阻碍正尖晶石LiMn2O4广泛应用的原因是它的循环性能较差[2,6,7],特别是高温下(55℃以上)嵌锂容量衰减快[8,9].正尖晶石LiMn2O4的结构为正立方Fd3m空间点群,锰的平均化合价为3.5+(3+和4+价).充放电时,由于锰价态的变化,引起结构的改变(Jahn2Teller效应)[10,11];在电解质溶液中正尖晶石LiMn2O4还可能溶解[8,9].掺杂其他元素合成LiM x Mn2-x O4(M=Co、Ni、Fe、Mg、Cr等)能够稳定其结构,改善循环性[12～14],但这一方法往往引起电化学容量的减小。

尖晶石材料LiMn_2O_4的研究现状及展望

第34卷第2期2006年2月化工新型材料N EW CHEM ICA L M A T ERIA LS V ol 134N o 12#1#基金项目:广西自然科学基金项目(0342037)作者简介:杜荣斌(1974-),男,硕士,讲师,研究方向:电极材料。

综述与专论尖晶石材料LiMn 2O 4的研究现状及展望杜荣斌(桂林工学院有色金属材料及其加工新技术省部共建教育部重点实验室,桂林541004)摘要综述了近年来有关锂离子电池正极材料LiM n 2O 4的合成与性能研究进展,重点讨论了LiM n 2O 4材料掺杂以及改性的最新研究现状,分析了该类材料的研究内容以及发展方向。

关键词锂离子电池,正极材料,LiM n 2O 4,掺杂Actuality and prospect in study of spinelle material for liMn 2O 4Du Ro ng bin(Key Labor atory o f Nonferrous M aterial and New Processing Technolog y of Ministry of Education,Guilin Institute of T echnolo gy,Guilin 541004)Abstract Synthesis and pr operties of r ecent catho de mater ial L iM n 2O 4of L-i ion battery w ere int roduced.T heresearch pr og ress of doping and mo dificatio n o f LiM n 2O 4wer e br iefly discussed.T he research content and pro gr essing direction of t his kind material w ere analyzed.Key words lithium ion batt ery,cathode mater ial,L iM n 2O 4,do ping用于锂离子电池的正极材料主要有LiCoO 2、LiNiO 2以及LiMn 2O 4。

【国家自然科学基金】_锰源_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
科研热词锰源肉仔鸡水热法静脉注射锰铈氧化物锂离子电池钠锰氧化物醇酸性品红选择氧化纳米结构锰氧化物纳米mno2 生长性能溶液-凝胶法氧化还原反应机理心肌锰含量层状正极材料分子氧催化活性 mnsod mrna水平
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
科研热词锂离子电池正极材料高温固相法锰酸镁锰掺杂锰血清生化指标肉仔鸡纳米纤维碱性锌锰电池电解二氧化锰电化学性生长性能熔融盐法模板晶体结构尖晶石锰酸锂合成可见光响应钛 β -mno2 sba-15 mcm-41 lux-flood酸碱理论 lini0.5mn0.5o2 limnpo4/c
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
科研热词微波水热法高电压正极材料锻烧温度锰源锰、氮掺杂过渡金属质子交换膜燃料电池蔗糖燃烧法碳酸丙烯酯电化学活性面积电催化剂核壳型层状双金属氢氧化物尿素可见光响应共沉淀法六亚甲基四胺光学带隙催化技术二氧化锰 γ -硫化锰微晶球 γ -mns微晶 tio2光催化剂 mno2/γ -al2o3催化剂 lini0.5mn1.5o4 2-丙二醇
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

尖晶石LiMn2O4及其衍生物的电化学阻抗特性

尖晶石LiMn2O4及其衍生物的电化学阻抗特性
崔益秀;杨固长;孟凡明
【期刊名称】《工程物理研究院科技年报》
【年(卷),期】2003(000)001
【摘要】尖晶石LiMn2O4(以下简称LMO)是锂离子电池正极材料之一，具有价格低廉，资源丰富的特点。

锂离子电池的充放电过程实际上是锂离子从正极脱嵌、再嵌入正极的过程。

因此Li+在正负极材料及电解液中的扩散性能影响着电池的电性能，通过其电化学阻抗谱可得出锂离子的扩散系数及电导率等参数。

【总页数】3页(P348-350)
【作者】崔益秀;杨固长;孟凡明
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O646
【相关文献】
1.尖晶石LiCoxMn2-xO4的电化学阻抗谱分析 [J], 崔永丽;谭晓晓;庄全超
2.镧改性尖晶石LiMn2O4正极材料的研究进展 [J], 李燕; 卢瑶; 郭俊明; 向明武
3.尖晶石LiMn2O4纳米棒的合成和储锂性能 [J], 周钢;陈月皎;范洪波
4.第一性原理研究:Mg2+掺杂尖晶石型LiMn2O4的电子结构 [J], 陆远;王继芬;谢华清;陈立飞;吴霜;李浩欣
5.B掺杂尖晶石型LiMn2O4正极材料的制备及长循环电化学性能 [J], 刘清;郭俊明;刘晓芳;白红丽;向明武;白玮;段开娇
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LiMn2O4在聚合物锂离子蓄电池中的高温性能

收稿日期:2002212213 基金项目:信息产业部专项资金资助(信部产20002878) 作者简介:郑明森(1975—),男,福建省人,博士生,研究方向为应用电化学;导师:林祖赓(1934—),男,福建省人,厦门大学化学系教授、博士生导师,研究方向为应用电化学。

Biography :ZHEN G Ming 2sen (1975—),male ,candidate for Ph D ;tutor :L IN Zu 2geng (1934—),male ,professor.LiMn 2O 4在聚合物锂离子蓄电池中的高温性能郑明森,　金明钢,　董全峰,　尤金跨,　林祖赓(厦门大学宝龙电池研究所,福建厦门361005)摘要:在电解液中的溶解是尖晶石LiMn 2O 4高温不可逆容量损失的主要原因。

聚合物锂离子蓄电池结构特点及聚合物材料与电解液相互作用可以影响高温下尖晶石LiMn 2O 4在电解液中的溶解及扩散行为,降低尖晶石LiMn 2O 4的不可逆容量损失。

使用尖晶石LiMn 2O 4为正极活性材料,利用厦门大学宝龙电池研究所聚合物锂离子蓄电池中试生产线,在特定的工艺条件下制备容量为600mAh 的实验电池。

实验表明,在聚合物锂离子蓄电池中LiMn 2O 4材料高温稳定性明显改善,实验电池在常温下循环200次,容量保持率在80%以上;55℃下循环30次,容量保持率超过92%;70℃下循环10次,容量保持率达到96%。

关键词:聚合物锂离子蓄电池;LiMn 2O 4;高温性能中图分类号:TM 912.9 文献标识码:A 文章编号:10022087X (2003)增20166203H igh 2temperature performance of LiMn 2O 4in polymer Li 2ion batteryZHEN G Ming 2sen ,J IN Ming 2gang ,DON G Quan 2feng ,YOU Jin 2kua ,L IN Zu 2geng(Powerlong Battery Research Instit ute ,Xiamen U niversity ,Xiamen Fujian 361005,Chi na )Abstract :The irreversible capacity loss of spinel LiMn 2O 4used in Li 2ion battery (L IB )at high temperature is mainly caused by the Mn dissolution in liquid electrolytes.However ,the disadvantage arisen from L IB in which the electrolyte is at liquid state can be signally inhibited by employing polymer electrolytes and quasi 2solid state battery.The experimental polymer Li 2ion batteries using spinel LiMn 2O 4as cathode active materials with the ca 2pacity of 600mAh were prepared and their performance were investigated.The result shows that the cycling stability of the batteries is improved.The capacity retention of the batteries after 200cycles at ambient tempera 2ture is more than 80%,while that after 30cycles at 55℃and that after 10cycles at 70℃is 92%and 96%re 2spectively.K ey w ords :polymer Li 2ion battery ;LiMn 2O 4;high 2temperature performance 能源和环境保护是21世纪急须解决的两大问题。

yikan 尖晶石型LiMn_2O_4电极材料交流阻抗的研究

收稿日期:2001209226.作者简介:刘烈炜(19562),男,副教授;武汉,华中科技大学化学系(430074).尖晶石型LiMn 2O 4电极材料交流阻抗的研究刘烈炜　赵新强　聂　进(华中科技大学化学系)辛富东(中原油田公安处)摘要:利用柠檬酸络合法制备锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn 2O 4,利用X 衍射、循环伏安、冲放电测试、交流阻抗等手段对其进行了研究.发现活性物质在不同的电位下具有不同的电化学特征,当电位处在平台区时和处在非平台区时,交流阻抗谱明显不同;电位处于非充放电平台区时,高频表现为锂离子电极材料中的固态扩散,处在充放电平台区时,高频表现为电子到达活性物质的通道的阻抗.关　键　词:锂离子电池;尖晶石型LiMn 2O 4;交流阻抗中图分类号:O646.54 文献标识码:A 文章编号:167124512(2002)0520108203 锂离子电池是在锂电池基础上发展起来的新型电池.它保持了高电压、高容量的优点,具有循环寿命长、安全性能好的特点.20世纪90年代初,日本Sony 技术能源公司首先使用LiCoO 2/C 电极从而使锂离子蓄电池商品化,广泛应用于移动电话、计算机等小型便携式电子设备.尖晶石型LiMn 2O 4[1,2]由于资源丰富,对环境的污染较小,而且价格便宜,目前已经成为绿色环保电源的电极材料的主要研究方向之一,世界各国的研究人员都将尖晶石型LiMn 2O 4作为锂离子电池正极材料的研究热点.本研究采用柠檬酸作为络合剂,以LiNO 3和w (Mn (NO 3)2)为50%的Mn (NO 3)2为原料制备尖晶石型LiMn 2O 4正极材料[3],并对其电化学性能进行了研究.1　实验LiMn 2O 4活性材料采用柠檬酸络合的方法制备,将所得产物研磨后过400目筛网,用XRD 对其进行成分分析.将上述方法所制备的LiMn 2O 4粉末与碳黑、聚四氟乙烯(PTFE )粘结剂混合均匀,质量百分比为w (LiMn 2O 4)∶w (碳黑)∶w (PTFE )=85∶10∶5.将其涂覆在不锈钢网上,在250×9.81N/cm 2的压力下进行碾压,然后将其放在真空干燥箱中在120℃下真空干燥12h 以上.以该LiMn 2O 4膜作为正极、金属锂片作为负极和参比电极、美国产Celgard2400作为隔膜,以三元混合电解质体系为电解液:EC +DEC +DMC (体积比为2∶5∶11)+1mol/L LiClO 4组装成实验电池.电池的装配在充满氩气的手套箱中进行.XRD 在日本Rigaka 公司生产的D/MAX 2ⅢA 型X 射线衍射仪上完成,Cu 靶.对上述实验电池的循环伏安测试在日本KO KU TO DEN KO Ltd 公司的HB 2104信号发生器和HA 2501恒电位仪上进行,充放电测试在HDV 27C 恒电位仪上进行,测试电流密度为0.3mA/cm 2,充放电电压范围为3～4.1V.交流阻抗测试在Schlumberger SI1286电化学接口和SI1250频率响应分析仪上进行,扫描频率范围为60kHz ～1mHz.2　结果与讨论从图1(I 为强度)可以看出,在晶面间距D =4.78,2.06,2.48处有三个最强峰,和尖晶石图1　尖晶石型LiMn 2O 4的XRD 谱图型LiMn 2O 4的特征谱图吻合,因此可以确定焙烧所得产物就是尖晶石型LiMn 2O 4.第30卷第5期华　中　科　技　大　学　学　报(自然科学版) Vol.30　No.52002年　5月 J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Nature Science Edition ) May 2002图2是尖晶石型LiMn 2O 4电极的充电和放电曲线,充电和放电的电流密度均为0.3mA/cm 2.可以看出,充电电压的平台在4.0～4.1V,图2　尖晶石型LiMn 2O 4电极的充放电曲线充电容量为114mA ・h ,而放电电压的平台则比充电电压的平台低,为4.0～3.9V ,放电容量为110mA ・h.充电和放电容量接近理论值120mA ・h.因此可以作为4V 锂离子电池的正极材料.比容量C a 是指单位质量活性物质所具有的存储容量.利用Eis 谱图可对LiMn 2O 4电极的嵌锂过程进行分析.根据Vogit 2type ,Frumkin 与Melik 2Gaykazyan (FM G )模型[4～6]和Eis 谱图设计的等效电路图,以及不同阶段元件所代表的意义如图3所示.图3　等效电路图Vogit 2type 部分是由RC 电路串联起来的,它代表了锂离子在多层表面膜的迁移和界面电荷的传递.而FM G 代表了固态扩散(一个特定的线性Warburg 阻抗)和嵌入量的积累(C int 和Warburg 型阻抗相串联的嵌入容量).从2.0V 到4.00V 它的谱图逐渐发生变化.嵌锂过程根据电位不同而划分为三个不同的阶段.从2.00V 到2.70V 之前为第一阶段(见图4),只在高频部分呈现出圆弧的一部分,而在低频图4　LiMn 2O 4电极的交流阻抗图(1)部分则无法测量到.随着电位的增加,阻抗值在减小.这已经不是平常所认为的化学反应电阻,而应该是锂离子在活性物质中嵌入和脱出时所要克服的结构作用力,因为此时LiMn 2O 4的尖晶石结构由于“Jahn 2Teller ”效应导致晶体发生了扭曲,这种结构的转变导致锂离子在晶体中的嵌入和脱出所要克服的阻力急剧增大,电位越低锂离子嵌入脱出的阻力越大,这可能是因为电位越低,LiMn 2O 4的结构扭曲得越厉害.从2.7V 开始到充放电平台区之前为第二阶段(见图5和图6),即非充放电平台区.随着电位增加,电化学反应电阻开始减小.在这个阶段电解图5　LiMn 2O 4电极的交流阻抗图(2)图6　LiMn 2O 4电极的交流阻抗图(3)液中的自由锂离子和锂离子的络合基团都在正极附近的电解液和电极的界面上形成了双电层,但由于锂离子体积比较小,比较容易从电极表面嵌入和脱出;而锂离子络合基团由于体积比较大则不容易在电极表面层中进出,从而在电极表面吸附,随着电位的逐渐升高锂离子嵌入和脱出的阻力越来越小,所以电化学反应电阻越来越小.3.47V 时在高频区的半圆对应于模型中的R ct ,因为此时界面双电层尚未完全形成,因此电化学反应电阻非常小,在低频区是Wurberg 阻抗代表了锂离子在电极活性物质的表层中的扩散.从进入平台区开始为第三阶段(见图7和图图7　LiMn 2O 4电极的交流阻抗图(4)901第5期刘烈炜等:尖晶石型LiMn 2O 4电极材料交流阻抗的研究图8　LiMn2O4电极的交流阻抗图(5)8),随着电位的逐渐增加,交流阻抗谱图发生了比较明显的变化,进入充电平台区以后在高频出现的半圆仍然是电化学反应电阻,它对应于模型中的R ct,但是此时因为界面双电层已经形成,所以与图6相比电化学反应电阻要大,而在进入充放电平台区以后,锂离子进入活性物质表层,在接近电极表面的区域就出现了电子贫乏区,从电解液中进入活性物质中的锂离子和从集流体传送过来的电子达到一个平衡,所以在低频区出现了一个容抗.随着电位的升高,有机基团则从电极表面脱附,从而在中频区出现了一个感抗.在低频部分的半圆依赖于所处的电位.所处的电位越大则电子的驱动力就越大,电子在颗粒中传输就越容易.第二个半圆代表了电子经过到达活性物质的通道的阻抗.而在超低频区则开始出现了Wurberg阻抗,这是锂离子在活性物质中的扩散.3　结论通过对尖晶石型LiMn2O4的阻抗谱的解析并结合等效电路,可以认为尖晶石型LiMn2O4电极在不同电位下有不同的电化学行为,应该分为三个阶段:结构坍塌区,非充放电平台区和充放电平台区.当电极电位不处于充放电的平台区时,阻抗谱表现为一个容抗和线性的Warburg阻抗.当电极电位处在充放电平台区时,第一个半圆仍然是锂离子在覆盖于LiMn2O4电极表面膜中的迁移,第二个半圆则代表了电子经过到达活性物质的通道的阻抗.而中频半圆则可能是因为锂离子络合基团发生了吸脱附行为而引起的.参考文献[1]Thackeray M M,David W L,Bruce P G,et al.Lithi2um insertion into manganese spinels.Mat.Res.Bull, 1983,18(4):461～472[2]Ohzuku T,K itagawa M,Hirai T.Electrochemistry ofmanganese dioxide in lithium nanaqueous cell.J.Elec2 trochem.S oc.,1990,137(3):769～775[3]刘培松,刘兴泉,陈召勇等.柠檬酸络合法合成锂离子电池正极材料Li1+x Mn2O4.应用化学,2000,17(1): 60～62[4]Aurbach D,Levi M D.Stimultaneous measurementsand modeling of the electrochemical im pedance of graphite electrodes doped with lithium.J.Phys.Chem.B.,1997,101(23):4630～4640[5]Aurbach D,Markovsky B,Schechter A,et al.A com2parrative study of synthetic graphite and Li electrodes in electrolyte solutions.J.Electrochem.S oc.,1996, 14(12):3809～3819[6]Aurbach D,Zaban A,Z inigrad E.Impedance spec2troscopy of Li electrodes.J.Phys.Chem.,1996, 100(8):3089～3101Study of AC impedance of spinel LiMn2O4electrode materialL i u L iewei　Zhao Xi nqiang　N ie Ji n　Xi n FudongAbstract:The positive material spinel LiMn2O4of lithium ion battery was prepared by a modified citric acid complexation method.Its crystalline type and electrochemical properties were measured by XRD,cyclic voltammetry,and charge2discharge at constant current and ac impedance.The results showed that active material had different characteristics at different potential.When in platform or not in platform,the ac impedance spectrum was different.When not in platform,the graph of high frequency stands for the solid diffusing of Li+in the electrode material,while in the platform,the graph of high frequency stands for the passage impedance of the electron moving to.K ey w ords:lithium ion battery;spinel LiMn2O4;AC impedanceLiu Lie w ei　Assoc.Prof.;Dept.of Chemistry;Huazhong Univ.of Sci.and Tech.,Wuhan430074, China.011 华　中　科　技　大　学　学　报(自然科学版) 第30卷。

尖晶石型LiMn2O4晶体中单斜相的鉴定

尖晶石型LiMn2O4晶体中单斜相的鉴定王仁卉;徐中领;桂嘉年;戴忠旭;王建波;杨晓青【期刊名称】《电子显微学报》【年(卷),期】2004(23)4【摘要】在缺氧或含A1的尖晶石型LiMn2O4晶体中经常观察到成孪晶关系的单斜晶系的晶体(见附图)。

图e为沿立方的[111]方向的选区电子衍射花样(EDP)。

显见除了过原点的[440]+方向的衍射斑点之外，左右的倒易点列的每一衍射斑都沿着[440]+方向分裂成两个斑点，且距中线的垂直距离越大的【总页数】1页(P394-394)【作者】王仁卉;徐中领;桂嘉年;戴忠旭;王建波;杨晓青【作者单位】武汉大学物理系,湖北,武汉,430072;武汉大学电子显微镜中心,湖北,武汉,430072;武汉大学物理系,湖北,武汉,430072;武汉大学电子显微镜中心,湖北,武汉,430072;武汉大学物理系,湖北,武汉,430072;武汉大学电子显微镜中心,湖北,武汉,430072;武汉大学物理系,湖北,武汉,430072;武汉大学电子显微镜中心,湖北,武汉,430072;武汉大学物理系,湖北,武汉,430072;武汉大学电子显微镜中心,湖北,武汉,430072;Brookhaven National Laboratory,NY 11973,U.S.A【正文语种】中文【中图分类】TB3;O6【相关文献】1.焙烧温度对醋酸盐体系液相燃烧合成尖晶石型LiMn2O4的影响 [J], 刘杰;刘贵阳;张国伟;王宝森;崔茜;郭俊明2.尖晶石型LiMn2O4薄膜电极的制备及电化学性质研究——电化学石英晶体微天平(EQCM)技术研究 [J], 舒东;杨勇;夏熙;林祖赓3.尖晶石型LiMn2O4晶体中的相变序列 [J], 桂嘉年;戴忠旭;王仁卉;徐中领;王建波;杨晓青4.尖晶石型LiMn2O4晶体结构及锂离子筛H+/Li+交换性质研究 [J], 刘肖丽;杨立新;邬赛祥;李芬5.碱性玄武岩中的某些巨晶单斜辉石——Ⅰ:晶体结构和晶体化学 [J], 章礼明;傅平秋;郁开北因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

导电氧化物AZO对尖晶石型LiMn2O4高温性能的改善及研究

导电氧化物AZO对尖晶石型LiMn2O4高温性能的改善及研究夏丙波;仇光超;孙洪丹;方国清;刘伟伟;张瑞雪;王宏宇;李德成【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2014(030)004【摘要】采用溶胶凝胶法对尖晶石型LiMn2O4正极材料进行铝掺杂氧化锌(AZO)包覆改性,并通过XRD、SEM、EDS、TEM、EIS、ICP-AES和充放电测试等手段对其结构,形貌及电化学性能进行表征.研究结果表明,AZO包覆层有效的阻止了LiMn2O4颗粒和电解液的直接接触,抑制了高温下锰溶解,明显改善了LiMn2O4的高温循环性能.1.5wt％ AZO包覆的LiMn2O4正极材料在高温(55℃)1c时,首次放电比容量为114 mAh· g-1,经过100次循环后,容量保持率仍高达95.4％,远高于未包覆LiMn2O4的70.6％.此外,1.5wt％ AZO包覆的LiMn2O4表现出了优越的大倍率放电性能,在10C下放电比容量能达到99 mAh·g-1.【总页数】8页(P725-732)【作者】夏丙波;仇光超;孙洪丹;方国清;刘伟伟;张瑞雪;王宏宇;李德成【作者单位】苏州大学化学电源研究所,江苏省锂电池材料重点实验室,苏州215006;苏州大学化学电源研究所,江苏省锂电池材料重点实验室,苏州 215006;苏州大学化学电源研究所,江苏省锂电池材料重点实验室,苏州 215006;常州储能材料与器件研究院,常州 213003;常州储能材料与器件研究院,常州 213003;苏州大学化学电源研究所,江苏省锂电池材料重点实验室,苏州 215006;常州储能材料与器件研究院,常州 213003;苏州大学化学电源研究所,江苏省锂电池材料重点实验室,苏州215006【正文语种】中文【中图分类】TM911;O646;O614.111;O614.7+11【相关文献】1.磁控溅射制备AZO/Ag/AZO透明导电膜的性能研究 [J], 贾芳;乔学亮;陈建国;李世涛;王国锋2.透明导电氧化物AZO薄膜的制备与性能研究 [J], 齐东丽;马学军3.棒状尖晶石型LiMn2O4材料的合成及其性能研究 [J], 胡婷婷4.锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的制备及电化学性能研究 [J], 朱希平5.尖晶石型LiMn2O4的制备及超级电容性能研究 [J], 薛云;陈野;张密林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2014年科研热词推荐指数离子液体 2 尖晶石型锰酸锂 2 安全性 2 n-甲基丁基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)亚胺盐 2 锰酸锂 1 锂离子电池 1 纳米棒 1 混合碱法 1 正极材料 1 尖晶石型limn2o4 1 四氧化三锰 1 倍率性能 1
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词锂离子电池 limn2o4 铁磁葡萄糖碳包覆电化学性能焙烧温度溶液燃烧合成液相燃烧合成尿素尖晶石型尖晶石limn2o4 反铁磁临界温度 li-mn-o体系
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词锂醋酸盐离子筛熔盐燃烧合成烧结条件溶胶凝胶法溶胶-凝胶溶液ph值水热合成正极材料掺杂尖晶石型锰酸锂尖晶石型limn2o4 尖晶石limn2o4 吸附性能 paa limn2o4粉体
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2011年科研热词锂离子电池正极材料 limn2o4 溶胶-凝胶法液-固燃烧合成柠檬酸络合物尖晶石锰酸锂尖晶石型 lini(1-x-y)coxmnyo2 lifepo4 推荐指数 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
2013年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 limn2o4 电化学性能锡掺杂锗掺杂锂离子电池超重力螺旋通道型旋转床纳米湿化学法水热法合成正极材料微波法循环性能层状limno2 尖晶石limn2o4 固相反应共沉淀法 al掺杂
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词正极材料废旧锂离子电池催化剂乙酸异戊酯 λ -mno_2 λ -mno2 limn_2o_4 li-mno_2电池
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 正极材料 5 尖晶石limn2o4 3 胶晶模板法 2 聚甲基丙烯酸甲酯微球 2 高温性能 1 铟离子掺杂 1 表面改性 1 洗脱 1 水解氧化法 1 机理 1 尖晶石锰酸锂 1 尖晶石型limn2o4 1 吸附 1 spinel limn204 1 poly （methyl methacrylate） microspheres 1 mn3o4前驱体 1 lithium ion battery 1 limn2o4 1 limn2-xinxo4 1 colloidal crystal template method 1 cathode material 1