锰酸锂的制备及其电化学性能
尖晶石锰酸锂纳米粒子的制备及其电化学性能研究
成 的 ＬＭｎＯ ｉ 正 极 材 料 在 相 同 的 充 放 电 条 件 下 只 能 达 到 ｌ５ ｌ ｍＡ ／ ｈ ｇ左 右 的 容 量 水 平 。这 一 结 果 表 明 ， 过 采 用 尖 品 石 锰 通
锰酸锂 的制备采用 溶胶凝胶法 制备。首先按照 一定的摩 尔配 比
称取 醋酸 锰 、 酸 锂 、 檬 酸 和 聚 乙烯 醇 （ 醋 柠 平均 分 子 量 为 ６００ ， ０ ） 使Ｌ： ｉ Ｍｎ＝１０ ： ，柠 檬 酸 ：Ｍｎ＝１：ｌ 聚 乙 烯 醇 ：Ｍ ．５ ２ ， ｎ＝
０ １： 。分别将 四种 物质 溶解 于蒸 馏水后 将所 得溶 液混合 ， ． １ 并 采用氨水调节该混合溶液 的 ｐ Ｈ值为 ８ 放入 ８ ， ０℃水域中加热使
备的锰 酸锂 材料 首次放电容量达到 １３ｍ ｇ ｇ但经 过 ５次充放电循环后容量的衰减率超过 １％ 。容量衰减 比较快 的原因可能是 由 ３ Ａ ／ ， ０ 于所制 备的纳米尖 品石锰 酸锂 材料表面积大 ， 与电解 液的反应也 比较快 。 其
关键词 ：ｉｎｏ ； Ｌ 尖晶石锰酸锂 ； Ｍ 锂离子电池； 正极材料； 溶胶凝胶法
由于锂离子 电池具有Ｔ作 电压 高 、 自放 电率低 、 能量 密度 高 且循环寿命长等优点 ， 为移 动电话 、 作 笔记本 电脑 等高技 术 电子 设备的电源倍受关 注 。在尝试 过的用 于替代 钻酸锂 正极材 料 的过渡金属氧化物替代材料 中 ，ｉ 的性 能相对 较好 。另 ＬＭｎＯ
Ｚ Ｏ、ｒ 等氧化物 对所 制备 的 ＬＭｎＯ ｎ ＺＯ ｉ ： 进 行 表面 包覆 以提 高 其循环稳定性 。总体来看 ， 这些方 法对 于改善 材料 的循 环稳 定性都 能产生一 定的效 果 ， 但无 论是掺 杂还 是表 面包 覆都 常常 会以降低材料 的充放 电容量 为代价 。由于 ＬＭｎＯ ｉ 的理论 容量 并不 高 ， 用 固相 法 合 成 的该 类 材 料 比 容 量 通 常 只 能 达 到 采
二氧化锰原料对固相法制备尖晶石锰酸锂性能的影响
二氧化锰原料对固相法制备尖晶石锰酸锂性能的影响尖晶石锰酸锂（LiMn2O4）作为一种重要的正极材料，在锂离子电池中具有广泛的应用前景，其性能直接影响到最终电池的性能。
固相法是尖晶石锰酸锂合成的一种常用方法，其中二氧化锰作为一种主要原料，对材料的性能有着重要的影响。
本文将探讨二氧化锰原料对固相法制备尖晶石锰酸锂性能的影响，并对其影响机制进行分析。
一、固相法制备尖晶石锰酸锂固相法是制备尖晶石锰酸锂的一种常用方法，其主要原料包括锂盐和锰盐。
在反应过程中，锂盐和锰盐在高温下发生反应，生成尖晶石锰酸锂。
在这一过程中，二氧化锰作为锰盐的主要原料，对尖晶石锰酸锂的组成和性能有着重要的影响。
二、二氧化锰原料的选择在固相法制备尖晶石锰酸锂的过程中，二氧化锰的选择对最终产品的性能有着重要的影响。
一般来说，二氧化锰的纯度、形貌、晶粒大小等特性会直接影响到尖晶石锰酸锂的电化学性能。
因此，在选择二氧化锰原料时，需要考虑到其物理化学性质，以及尖晶石锰酸锂的要求。
1.纯度：二氧化锰的纯度会直接影响到尖晶石锰酸锂的纯度和电化学性能。
高纯度的二氧化锰可以减少杂质对尖晶石锰酸锂的影响，提高产品的性能稳定性。
2.形貌：二氧化锰的形貌也会对尖晶石锰酸锂的性能产生影响。
通常来说，颗粒状的二氧化锰比粉末状的二氧化锰更容易形成均一的反应体系，有利于生成高质量的尖晶石锰酸锂。
3.晶粒大小：二氧化锰的晶粒大小直接关系到尖晶石锰酸锂的颗粒大小和电化学性能。
较小的晶粒通常意味着更高的比表面积，有利于锂离子的扩散和嵌入，提高电池的循环性能。
三、影响机制二氧化锰的物理化学性质会直接影响到尖晶石锰酸锂的形成和性能。
高纯度的二氧化锰有利于减少杂质对尖晶石锰酸锂的干扰，提高材料的纯度和电化学性能；颗粒状的二氧化锰易于形成均一的反应体系，有利于生成高质量的尖晶石锰酸锂；较小的晶粒有助于提高材料的比表面积和电化学性能。
四、结论。
锰酸锂 磷酸锰铁锂 富锂锰基
锰酸锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基是目前锂离子电池中常用的正极材料，它们在电池行业中具有重要的地位，因此对它们的研究备受关注。
本文将从以下几个方面对这三种正极材料进行介绍和分析。
一、锰酸锂1.锰酸锂简介锰酸锂是锰酸盐中的一种，化学式为LiMnO2。
它是一种无机化合物，具有正极材料的特点。
2.锰酸锂的性能锰酸锂的理论比容量较高，可达到275mAh/g，具有较高的放电电压和较平缓的充放电曲线，因此在一定程度上能提高电池的循环寿命。
3.锰酸锂的应用锰酸锂主要应用于锂离子电池的正极材料中，广泛用于移动电源、电动汽车、储能系统等领域。
二、磷酸锰铁锂1.磷酸锰铁锂简介磷酸锰铁锂是一种多元化合物，化学式为LiMnFePO4。
它是一种锰铁锂磷酸盐，具有优异的电化学性能，是一种绿色环保的正极材料。
2.磷酸锰铁锂的性能磷酸锰铁锂具有较高的放电电压，能够提供稳定的电压输出，同时具有优异的循环寿命和安全性能，是一种性能良好的正极材料。
3.磷酸锰铁锂的应用磷酸锰铁锂主要应用于锂离子电池、充电宝、无线鼠标、安防设备等领域，被广泛应用于现代生活中的各个方面。
三、富锂锰基1.富锂锰基简介富锂锰基材料是指以锰酸锂为主要成分的锂离子电池正极材料，具有较高的比容量和良好的电化学性能。
2.富锂锰基的性能富锂锰基具有较高的比容量，能够提供更高的能量密度，同时具有良好的循环寿命和安全性能，是一种性能优异的正极材料。
3.富锂锰基的应用富锂锰基材料广泛应用于电动汽车、储能系统、电动工具等领域，是锂离子电池中使用最为广泛的正极材料之一。
锰酸锂、磷酸锰铁锂和富锂锰基都是锂离子电池中常用的正极材料，它们各自具有不同的优点和应用领域，在未来的发展中仍将发挥重要作用。
随着新能源领域的不断发展壮大，这些正极材料的研究和应用也将迎来更多的机遇和挑战。
相信在未来的发展中，这些正极材料将会不断取得突破性的进展，为新能源领域的发展做出更大的贡献。
近年来，随着新能源汽车市场的蓬勃发展和全球对清洁能源的迫切需求，锂离子电池作为最具潜力和应用前景的储能技术之一，备受关注。
机械活化氧化法制备锰酸锂及其性能研究
机械活化氧化法制备锰酸锂及其性能研究江剑兵;杜柯;曹雁冰;彭忠东;胡国荣【摘要】LiMn2 O4 has been successful synthesized by the mechanical-activation-oxidation method from high purity manganese powder and Li2 CO3 .The crystal structure,morphology and electrochemical performance of LiMn2 O4 have been characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),charge-discharge test and AC impedance.The results show that the LiMn2 O4 has spinel structure and exhibits uniform particle size distribution.The initial discharge capacities of the LiMn2 O4 are as high as 125.8 mAh/g at 0.1 C and 120.1 mAh/g at 1 C in the voltage range of 3.0-4.4 V at 25 ℃,especially,the discharge capacity retains 103.9 mAh/g at 1 C after 500 cycles.Besides,the as-prepared LiMn2 O4 presents good high temperature per-formance and smaller electrochemical impedance.%以高纯金属锰粉和碳酸锂为原料,通过机械活化氧化法合成了尖晶石LiMn2 O4材料。
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
锂 离子 电池 具有 工 作 电压 高 、比能 量 大 、 自放 电率 小 、循 环 寿命 长 、无记 忆 效 应 、绿 色 环保 等 优 点 ，在 便携 式 电子产 品方 面得 到 了广 泛 的应用 ，同时也 是 动力 电池 的首选 产 品 。 目前锂 离子 电池正 极使 用 的材 料 主要是 钴 酸锂 （ ｉｏ ，但 是 由于 ｃ ＬＣ Ｏ ） ｏ资源 缺乏 ，导 致 ＬＣ Ｏ 价格 昂贵 ；另 外 ，钴 元素有 毒 ， ｉｏ ： 这 些缺 陷 限制 了其更 大规 模 的应用 。而作 为锂 离子 电池 正极 材 料 的尖 晶石 型锰 酸锂 （ ｉ 具 有无 ＬＭｎＯ ） 毒 、能 量 密度 高 、制备 简单 、锰来 源 广泛 、成 本低 等优 势 ，被认 为 是最具 有应 用前 景 的锂离 子 电池 正极 材 料之 一 ，尤其 在 动力 电池 上 的应 用 ，因而尖 晶石 型 ＬＭ 已经 被研 究者 广泛 的研究 Ｊ ｉｎＯ ｌ 。 目前 已有各 种各 样 的 方 法 来 制 备 尖 晶 石 型 ＬＭｎＯ ，如 高 温 固相 法 ｉ 法 ¨］ 、熔 融盐 法 ］ ” 、燃烧 法 ］ Ｈ 、溶 胶 一凝胶 法 、固相 配 位 法 、微 波 、水热 法 Ｈ 等 。制备方 法 众 多 ，但 不 易制 出 电化
１ 实验 部 分
１ １ 主要 试剂 ．
二 水合 乙酸 锂 ，四水 合 乙酸锰 ，柠檬 酸 ，Ｂ一环糊 精 ，氨水 ，均为 分析 纯 ；实验 用水 为去离 子水 。
尖晶石锰酸锂制备及其电化学性能的研究
以金属锂为对 电极， 酸锂 电极为工作电极， 以锰 电池研究的基础上发展起来 的一种新型蓄电池， 它保 以 ｌ工 ＬＰ ６ （ ｍ Ｅ 留 了锂 电池的 主要优 点， 还解决 了锂 电池难 以克 以 聚丙 烯为 隔膜 ， １ ｏ・『 ｉＦ／Ｃ￣ 酸 乙烯 酯 ） 并且 服的安全和寿命问题， 是一种理想的可充放电池。与 ＋ Ｅ （ 酸二 乙酯 （ １为 电解 液 ， 成 二 电 极 的 Ｄ Ｃ碳 １： ） 组装 现有 的可充 电电池（ 铅酸 电池 、镍镉 电池和镍 氢电池） 实验 电池 。
关 键 词 锰 酸锂 正 极材 料 锂 离子 电池 电化 学 性 能
近 年来 随着 通讯设 备 和信息 技术 的迅速 发展， 至 ４０ｏ， 中 自然冷却， 人 ０ 空气 Ｃ 得到尖 晶石锰 酸锂 产物圈 。 们 对 电池性 能 的要求越 来 越高 。锂 离子 电池 是在 锂 １２ 电池 制备 ．
２ 结 果 与讨 论
ＬＭｎＯ 的 Ｓ Ｍ 照片见 图 １ ｉ ｚ Ｅ 。
． ｉ ２ 的形 貌和结构 子 电池正 极材 料 的有层 状 结 构 的 ＬＣ Ｏ 、ＬＮ Ｏ 和 ２ １ ＬＭｎ０ ｉｏ ｉ ｉｚ
尖晶石结构 的 Ｌ ｎ ｉ 、橄榄石结构的 Ｌ ｅＯ 等 。 Ｍ Ｏ ｉ Ｐ Ｆ 其 中锰 资源 丰富 、价廉 ， 环境 友好 。尖 晶石型 对 ＬＭ ２４ ｉｎ０ 具有 独特 的三维 隧道结 构， 于 “ 有利 的嵌 入
充 放 电后 ， 电 比容 量 降 为 １７９ｍＡ ／。整 个 充 放 放 ０． ｈ ｇ
电循 环 过程 ， 放 电容 量 逐 渐 衰 减 ， 成 一 个 放 电平 其 形 台， 有 突变 的情况发 生 ， 量保 持率 为 ９ ．％。 没 比容 ２ ０
３ 结
以镍锰酸锂为正极材料的固态电池制备与性能研究
以镍锰酸锂为正极材料的固态电池制备与性能研究固态电池作为一种新型的储能装置，具有高能量密度、长循环寿命、安全性高等特点，被广泛应用于智能手机、电动汽车等领域。
以镍锰酸锂为正极材料的固态电池具有优异的性能，本文将对其制备方法和性能进行研究。
首先，镍锰酸锂作为固态电池的正极材料具有较高的比容量和良好的循环稳定性。
它是一种多元化合物，由镍、锰和锂三种元素组成，具有较高的比容量。
同时，镍锰酸锂具有良好的结构稳定性和电化学稳定性，能够保持正极材料的结构完整性，延长电池的循环寿命。
其次，制备固态电池的方法有多种，其中一种常用的方法是固相反应。
首先，将镍酸锂和锰酸锂以一定的摩尔比混合均匀，然后加入适量的锂源（如锂丝或锂片），再经过球磨和烧结等工艺处理，最终得到固态电池的正极材料。
制备过程中需要注意控制反应温度和时间，以确保反应的完全进行。
在性能研究方面，可以从电化学性能、循环性能和安全性等方面进行评估。
首先，通过充放电曲线和电化学阻抗谱等测试方法，可以评估固态电池的电化学性能，包括比容量、充放电效率、电荷传输速率等。
其次，循环寿命是评估固态电池性能的重要指标，可以利用循环伏安法和循环充放电测试等方法进行评估。
最后，安全性是固态电池的重要考虑因素，可以通过温度、震动和外力等方面的试验来评估固态电池的安全性能。
通过制备方法和性能研究，可以得出镍锰酸锂作为固态电池正极材料具有较高的比容量、循环稳定性和安全性，适合应用于固态电池。
然而，目前固态电池还存在着制备成本高、电导率低和界面不稳定等问题，需要进一步的研究和改进。
未来的研究可以探索新的制备方法和材料设计，以提高固态电池的性能和经济性，推动其在能源领域的广泛应用。
四氧化三锰制备尖晶石锰酸锂及电化学性能研究
四氧化三锰制备尖晶石锰酸锂及电化学性能研究陈守彬;吴显明;陈上;刘志雄;丁其晨【摘要】采用金属锰粉悬浮液氧化法、焙烧法、两步法制备 Mn3 O4。
根据 Li2 CO3/ Mn3 O4混合粉体的 TG-DTA 分析结果，以高温固相法合成尖晶石 LiMn2 O4。
通过 X 射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电技术及交流阻抗，对这合成样品尖晶石 LiMn2 O4的物相、形貌以及电化学能进行检测分析，采用电位跃迁法测试计算出尖晶石 LiMn2 O4电极材料的扩散系数。
结果表明，用3种不同方法制备的 Mn3 O4都能合成颗粒大小均匀的尖晶石 LiMn2 O4，在室温下以0.2 C 倍率充放电循环30次时，以悬浮液氧化法制备 Mn3 O4合成的尖晶石 LiMn2 O4首次放电比容量和容量保持率分别为130.0 mA·h/ g 和98.1%，优于另外两种方法制备 Mn3 O4合成的尖晶石 LiMn2 O4。
以不同 Mn3 O4合成尖晶石LiMn2 O4电极材料的扩散系数 DLi +分别为：7.78×10-11，5.01×10-11，3.26×10-11 cm2/ s。
%Mn3 O4 were prepared by oxidation with suspension solution,baking process and tow-step meth-od. Based on the TG-DTA analysis for Li2 CO3 / Mn3 O4 mixture power,spinel LiMn2 O4 was synthesized via solid-phase method. The phase identification,surface morphology and electrochemical properties of the three kinds of the synthesized powders were characterized by means ofXRD,SEM,galvanostatic charge-discharge experiments,EIS and PSCA. The results show Mn3 O4 prepared by three different methods can synthesize spinel LiMn2 O4 and LiMn2 O4 powders are uniform and show best crystallization. When cycled at room temperature for 30 times at the charge-discharge rate of 0. 2,LiMn2 O4 prepared by Mn3 O4 usingoxidation with suspension solution shows the highest initial charge specific capacity and capacity retention of 130. 0 mA·h / g and 98. 1% . The diffusion coefficient of lithium ion of LiMn2 O4 are 7. 78 × 10 - 11 , 5. 01 × 10 - 11 ,3. 26 × 10 - 11 cm2 / s,respectively.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】5页(P1791-1795)【关键词】四氧化三锰;正极材料;锰酸锂;电化学性能【作者】陈守彬;吴显明;陈上;刘志雄;丁其晨【作者单位】吉首大学化学化工学院，湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院，湖南吉首 416000; 湘西自治州矿产与新材料技术创新服务中心，湖南吉首416000;吉首大学化学化工学院，湖南吉首 416000; 湘西自治州矿产与新材料技术创新服务中心，湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院，湖南吉首 416000;吉首大学化学化工学院，湖南吉首 416000【正文语种】中文【中图分类】TQ131;TM912目前，制备尖晶石LiMn2O4 的锰源有MnO2、Mn2O3、Mn3O4、MnCO3 等锰的化合物［1-3］，工业化生产主要还是电解MnO2。
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锰酸锂的制备及其电化学性能
锰酸锂具有安全性高、成本低、无毒、无污染等优点,被认为是最有希望取代LiCoO2应用于大功率用电设备的锂离子电池正极材料。
因此,对于锰酸锂制备及应用的研究引起了国内外相关领域的广泛关注。
本论文选取锰酸锂为研究对象,对该系列材料的制备方法、工艺条件进行了探索研究,并初步测试了其在Li2SO4水溶液电解液中的电化学性能。
首先采用水热甲醇还原反应法制备出层状o-LiMnO2亚微米棒。
该制备过程分两步进行：第一步是通过KMnO4与乙二胺的水热反应合成MnOOH亚微米棒前驱体(含有少量Mn3O4杂质相)；第二步是o-LiMnO2亚微米棒的制备。
通过实验确定前驱体的最佳制备条件为：n(乙二胺)/n(KMnO4)=2,120℃水热反应12小时。
XRD结果表明,在第二步中前驱体易被氧化形成杂质相Li0.2Mn2O4。
对第二步的探索实验表明,当LiOH的浓度为3mol/L、V(甲醇)/V(H20)=5时,对
(?)o-LiMnO2(?)目的生成最为有利。
在分析实验结果的基础上,提出了o-LiMnO2亚微米棒的形成过程。
材料的电化学性能分析表明,层状o-LiMnO2在首次循环就已发生晶相转变形成类尖晶石型LiMn2O4.继而采用醋酸溶胶-凝胶法成功地制备了高纯度、高结晶度的尖晶石型LiMn2O4.通过TG、XRD、FTIR和Raman分析,确定了材料的制备工艺条件：煅烧温度为600-800℃,煅烧时间仅需2小时。
通过SEM和电化学测试对65℃下制备的典型样品的形貌和电化学性能进行了分析,结果表明样品的晶粒尺寸为亚微米级,LiMn2O4电极在充放电过程中表现出良好的可逆性和较好的大电流放电性能。
最后采用改进的固相反应法制备出
了LiMn2O4亚微米棒,并考察了煅烧温度和煅烧时间对最终产物的影响。
结果表明提高煅烧温度和延长煅烧时间均有利于提高LiMn2O4材料的纯度和结晶度。
采用此方法在700℃下煅烧8小时和900℃下煅烧3小时均得到了高纯度的LiMn2O4(?)亚微米棒,但700℃下得到的棒状结构直径更小、尺寸分布更为均匀,其平均直径约为0.35μm,平均长度超过2.5μm。
电化学性能测试结果表明两个样品均具有良好的大电流放电性能,二者的放电容量值在1000和200mA/g的电流密度范围内都几乎保持不变,且在不同电流密度下的库伦效率值均超过98.6%。
在500mA/g的电流密度下700℃下得到样品的初始放电容量为91.1mAh/g,循环200次容量损失仅为5.4%。