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纳米级LiMn_2O_4尖晶石合成及电化学性能研究 被引量:26
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作者 杨书廷 张焰峰 +4 位作者 吕庆章 尹艳红 张明春 丁立 赵林治 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期309-314,共6页
以Li2CO3和Mn(NO3)2为原料,以聚丙烯酰胺为高分子网络剂制得前驱体后,用微波加热技术合成了纳米晶尖晶石LiMn2O4粉体,通过循环伏安及充放电技术对其进行电化学性能测试表明,该材料的电化学比容量为 120m... 以Li2CO3和Mn(NO3)2为原料,以聚丙烯酰胺为高分子网络剂制得前驱体后,用微波加热技术合成了纳米晶尖晶石LiMn2O4粉体,通过循环伏安及充放电技术对其进行电化学性能测试表明,该材料的电化学比容量为 120mAh/g;循环 50次后衰减率为 4.7%;通过 SEM及XRD分析其微观形貌表明,该材料不仅相纯度高,而且颗粒粒度近于纳米级,有利于Li+的嵌入/脱嵌.本文所提供的微波一高分子网络技术不仅为合成具有优良性能的锂锰尖晶石氧化物材料提供了一个新方法,而且为合成其他类型高性能氧化物陶瓷材料提供了一条新思路. 展开更多
关键词 尖晶石 LIMN2O4 微波 纳米级 电化学性能 电极
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LiMn_2O_4正极在高温下性能衰退现象的研究 被引量:37
2
作者 胡晓宏 杨汉西 +2 位作者 艾新平 李升宪 洪昕林 《电化学》 CAS CSCD 1999年第2期224-230,共7页
采用恒流充放电方法测量了温度升高导致LiMn2O4正极容量衰减的情况.发现当环境温度上升到50℃时,LiMn2O4电极出现严重的容量损失和性能衰退,充电态的电极受影响的程度最为严重.对电解液的原子发射和红外光谱分析,... 采用恒流充放电方法测量了温度升高导致LiMn2O4正极容量衰减的情况.发现当环境温度上升到50℃时,LiMn2O4电极出现严重的容量损失和性能衰退,充电态的电极受影响的程度最为严重.对电解液的原子发射和红外光谱分析,电极晶相结构X_射线衍射及循环伏安实验研究表明:随着温度升高,LiMn2O4中阳离子混乱度增大形成无序尖晶石结构,锰离子的溶解度迅速增加,电解液出现催化氧化是导致容量不可逆衰减的原因. 展开更多
关键词 正极材料 LIMN2O4 高温 容量衰减 锂离子电池
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锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的研究进展 被引量:34
3
作者 郑子山 唐子龙 +1 位作者 张中太 沈万慈 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期257-263,共7页
具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>... 具有尖晶石相的LiMn2O4因价格低、无毒、无环境污染、制备简单、研究较成熟,因此有着很好的应用前景,被看作最有可能成为新一代商用锂离子二次电池正极材料.由于LiMn2O4电化学循环稳定性能不好,表现在可逆容量衰减较大,尤其在高温下(>55℃)使用衰减更严重,从而限制了它的商业化应用.经过近十几年的研究,人们对其衰减机理有了比较清晰的了解,提出了造成容量衰减的几种可能原因如Jahn-Teller畸变效应、Mn2+在电解质中的溶解、出现稳定性较差的四方相以及电解质的分解等.通过掺杂、表面包覆、制备工艺的改进,人们已能制得循环稳定性能较好的尖晶相材料.本文结合我们研究小组的最新研究成果对锂离子二次电池正极材料LiMn2O4的最新研究进展进行综述和评论. 展开更多
关键词 锂离子电池 LIMN2O4 正极材料 综述
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尖晶石LiMn_2O_4容量衰减原因及对策 被引量:23
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作者 蔡砚 王要武 +3 位作者 何向明 姜长印 应皆荣 万春荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期21-24,共4页
 尖晶石LiMn2O4容量衰减的原因包括活性物质的化学稳定性和结构稳定性两方面。其中HF是造成活性物质化学溶解的主要原因,尖晶石结构发生变化也导致容量衰减,而尖晶石材料的化学不稳定性往往会促成结构的变化。掺杂(体相、表面相)和富...  尖晶石LiMn2O4容量衰减的原因包括活性物质的化学稳定性和结构稳定性两方面。其中HF是造成活性物质化学溶解的主要原因,尖晶石结构发生变化也导致容量衰减,而尖晶石材料的化学不稳定性往往会促成结构的变化。掺杂(体相、表面相)和富锂相结合的方案能更有效地抑制尖晶石LiMn2O4的容量衰减。 展开更多
关键词 尖晶石 LIMN2O4 掺杂 锂离子电池 正极材料 容量衰减
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锂离子筛前驱体正尖晶石结构LiMn_2O_4的合成及其特性研究 被引量:35
5
作者 雷家珩 弓巧侠 +2 位作者 尚建华 陈永熙 袁启华 《武汉大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期707-711,共5页
以 L i2 CO3 和 Mn O2 (EMD)为原料 ,用固相反应法合成了 λ- Mn O2 锂离子筛前驱体正尖晶石结构的L i Mn2 O4;通过 TG- DTA、XRD和 SEM分析 ,确定了最佳制备条件 :合成温度为 85 0°C,L i/ Mn的摩尔比为 0 .5 ,保温时间为 2 4h;设... 以 L i2 CO3 和 Mn O2 (EMD)为原料 ,用固相反应法合成了 λ- Mn O2 锂离子筛前驱体正尖晶石结构的L i Mn2 O4;通过 TG- DTA、XRD和 SEM分析 ,确定了最佳制备条件 :合成温度为 85 0°C,L i/ Mn的摩尔比为 0 .5 ,保温时间为 2 4h;设计和制作了流态化的离子交换装置 ,用 0 .2 0 mol· L- 1和 0 .5 0 mol· L- 1的盐酸分别对 L i Mn2 O4进行了动态酸浸析 ,并得到了高纯度的 λ- Mn O2 ,同时采用原子吸收光谱 (AAS)测定了交换液中锂的浸出和锰的溶损情况 . 展开更多
关键词 LIMN2O4 合成 锂离子 离子筛 λ-型二氧化猛 正尖晶石结构 固相反应法 离子吸附剂
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稀土掺杂对锂离子电池正极材料LiMn_2O_4结构及电性能的影响 被引量:28
6
作者 杨书廷 贾俊华 +1 位作者 郑立庆 曹朝霞 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期413-416,共4页
利用微波加热技术合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn2-xRExO4(RE=Y,Nd,Gd,Ce),通过XRD、循环伏安及恒电流充放电测试研究了稀土掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。XRD测试结果表明,合适的掺杂量可以起到扩展锂离子脱... 利用微波加热技术合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn2-xRExO4(RE=Y,Nd,Gd,Ce),通过XRD、循环伏安及恒电流充放电测试研究了稀土掺杂离子对合成正极材料结构及电化学性能的影响。XRD测试结果表明,合适的掺杂量可以起到扩展锂离子脱嵌通道和稳定骨架结构的作用,稀土离子的引入可以部分取代原有的三价锰离子,由于稀土离子的离子半径较三价锰离子大,因此稀土掺杂锰酸锂材料的晶胞参数比未掺杂材料大,在一定程度上扩充了锂离子迁移的三维通道,更有利于锂离子的嵌入与脱嵌;循环伏安及恒电流充放电测试结果表明稀土掺杂有效提高了LiMn2O4材料的电化学循环可逆性及循环稳定性。 展开更多
关键词 物理化学 掺杂 LIMN2O4 锂离子电池 稀土
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F掺杂影响LiMn_2O_4性能的机理研究 被引量:22
7
作者 夏君磊 赵世玺 +1 位作者 刘韩星 欧阳世翕 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期74-76,共3页
 F掺杂可以提高锂离子电池正极材料LiMn2O4的初始容量,但使材料的循环性能变差。其原因是F的掺入降低了Mn的平均价态,Mn3+的量增加,提高了材料的初始容量,但Mn3+量的增加也加剧了Mn的溶解和Jahn Teller畸变,使材料的循环性能变差。F掺...  F掺杂可以提高锂离子电池正极材料LiMn2O4的初始容量,但使材料的循环性能变差。其原因是F的掺入降低了Mn的平均价态,Mn3+的量增加,提高了材料的初始容量,但Mn3+量的增加也加剧了Mn的溶解和Jahn Teller畸变,使材料的循环性能变差。F掺杂虽然降低了材料的循环性能,但提高了材料的初始容量,为改善阳离子掺杂方法的不足提供了一条可能的解决途径。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 掺杂 LIMN2O4 初始容量 循环性能
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锂离子电池正极材料LiMn_(2-x)Cr_xO_4电化学性能的研究 被引量:15
8
作者 傅强 陈彬 +4 位作者 黄小文 谢忠巍 何兴权 孙海珠 谢德民 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期128-130,共3页
针对尖晶石型 Li Mn2 O4 锂离子电池正极材料的容量衰减 ,提出了相应的抑制方法 ,所合成的L i Mn2 - x Crx O4( 0 <x≤ 0 .2 )虽然首次放电容量有所减小 ,但循环性能得到改善 .
关键词 锂离子电池 正极材料 LiMn2-xCrxO4 电化学性能 锂锰氧化物 容量衰减 掺杂
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理目弓因泅圆购圃穷因展 被引量:20
9
作者 庄全超 武山 +1 位作者 刘文元 陆兆达 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期116-118,共3页
综述了最近几年来锂离子电池相关材料的研究。锂离子电池相关材料主要包括:①正极材料,主要有LiCoO2、LiMn2O4和LiNiO2等;②负极材料,主要有焦炭、石墨等;③电解质材料,主要包括锂盐、有机溶剂和添加剂等。
关键词 锂离子电池 电池材料 负极材料 LICOO2 LIMN2O4 LINIO2 添加剂
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水热合成锂离子正极材料LiMn_2O_4 被引量:16
10
作者 李嵩 程杰锋 +1 位作者 季世军 孙俊才 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期468-470,共3页
将水热合成引入到Pechini方法制得了尖晶石结构的锂离子电池正极材料LiMn2O4,此方法不但节省原料,而且工艺简单易行。讨论了煅烧温度、粒度和比表面积因素对LiMn2O4电化学性能的影响。结果表明:在煅烧温度为650℃时,晶化完全,粒子尺寸适... 将水热合成引入到Pechini方法制得了尖晶石结构的锂离子电池正极材料LiMn2O4,此方法不但节省原料,而且工艺简单易行。讨论了煅烧温度、粒度和比表面积因素对LiMn2O4电化学性能的影响。结果表明:在煅烧温度为650℃时,晶化完全,粒子尺寸适中,初始容量为122mAh/g。 展开更多
关键词 LIMN2O4 柠檬酸 水热合成
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锂离子电池正极材料Li_(1+x)Mn_2O_4的合成及其性能研究 被引量:15
11
作者 郑子山 唐子龙 +1 位作者 张中太 沈万慈 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期1181-1188,共8页
采用醋酸锰和醋酸锂作为起始反应物,在水溶液中混合均匀,通过加热蒸发形成混合均一的反应前趋体并在不同温度下焙烧可获得最终产物.在850℃下,起始反应物锂锰摩尔比例采用1.1:2可获得电化学性能较好的活性材料.利用热重分... 采用醋酸锰和醋酸锂作为起始反应物,在水溶液中混合均匀,通过加热蒸发形成混合均一的反应前趋体并在不同温度下焙烧可获得最终产物.在850℃下,起始反应物锂锰摩尔比例采用1.1:2可获得电化学性能较好的活性材料.利用热重分析及红外光谱对反应历程进行分析并提出了可能的反应机理.对所合成的产物进行XRD、结构形貌及电化学性能进行测试研究,表明其颗粒细小、分布均匀、结晶性能好、为蜂窝状结构、比表面积较大,初始容量较高和循环稳定性能良好,初始容量达128mAh/g. 展开更多
关键词 锂离子电池 LIMN2O4 形貌 结构 正极材料 锰酸锂 电化学性能
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Al^(3+)、F^-掺杂LiMn_2O_4的高温电化学性能 被引量:20
12
作者 李智敏 仇卫华 +1 位作者 赵海雷 夏玉华 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期71-73,共3页
采用固相法合成制得正极材料尖晶石型LiMn2O4及LiAl0 1Mn1 9O3 9F0 1固溶体,XRD显示了其具有良好的尖晶石结构。通过恒电流充放电、循环伏安等测试对样品的电化学性能进行对比研究,用SEM观察了它们之间的形貌差别。结果表明:与LiMn2O4相... 采用固相法合成制得正极材料尖晶石型LiMn2O4及LiAl0 1Mn1 9O3 9F0 1固溶体,XRD显示了其具有良好的尖晶石结构。通过恒电流充放电、循环伏安等测试对样品的电化学性能进行对比研究,用SEM观察了它们之间的形貌差别。结果表明:与LiMn2O4相比,LiAl0 1Mn1 9O3 9F0 1具有良好的高温(55℃)循环性能,Al3+、F-的掺杂大大地提高了材料的稳定性,实验电池循环实验15次后容量仍能保持在110mAh/g左右。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高温电化学性能 LIMN2O4 F^- AL^3+ 掺杂
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动力锂离子电池正极材料的研究评述 被引量:19
13
作者 伊廷锋 岳彩波 +2 位作者 朱彦荣 诸荣孙 胡信国 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1687-1692,共6页
通过衡量锂离子电池正极材料的安全性,认为LiMn2O4和LiMPO4可以作为动力电池的正极材料,综述LiMn2O4和LiMPO4正极材料的研究现状,重点对各种材料的合成、结构和性能进行总结和探讨。从目前来看,LiMn2O4仍然是主流的动力电池正极材料,但... 通过衡量锂离子电池正极材料的安全性,认为LiMn2O4和LiMPO4可以作为动力电池的正极材料,综述LiMn2O4和LiMPO4正极材料的研究现状,重点对各种材料的合成、结构和性能进行总结和探讨。从目前来看,LiMn2O4仍然是主流的动力电池正极材料,但从长远来看,LiMPO4特别是Li3V2(PO4)3是动力锂电池正极材料的发展趋势。 展开更多
关键词 动力锂离子电池 正极材料 LIMN2O4 LIFEPO4 LI3V2(PO4)3
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固相配位化学反应法合成LiMn_2O_4的研究 被引量:40
14
作者 康慨 戴受惠 万玉华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期283-286,共4页
采用固相配位反应法合成了锂离子电池阴极材料LiMn2 O4 ,研究了前驱体的热解行为以及温度、锂含量和配位体用量对LiMn2 O4 性能的影响。结果表明 :该法在合成温度、煅烧时间、粒度大小及分布等方面均优于传统的高温固相反应合成法。
关键词 固相配位反应 锂离子电池 LIMN2O4 合成
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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 被引量:13
15
作者 庄全超 魏涛 +2 位作者 魏国祯 董全峰 孙世刚 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第19期2184-2192,共9页
运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程.发现EIS谱高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的,分别归属于与锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的特征.... 运用电化学阻抗谱(EIS)研究了尖晶石LiMn2O4电极的首次充放电过程.发现EIS谱高频区域拉长压扁的半圆是由两个半圆相互重叠而成的,分别归属于与锂离子通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的迁移和与尖晶石LiMn2O4材料的电子电导率相关的特征.通过选取适当的等效电路,对实验所得的电化学阻抗谱数据进行拟合,获得尖晶石LiMn2O4电极首次充放电过程中SEI膜电阻、电子电阻和电荷传递电阻等随电极极化电位变化的规律.根据研究结果提出了嵌锂物理机制模型. 展开更多
关键词 锂离子电池 尖晶石LIMN2O4 SEI膜 电子电导率 电化学阻抗谱
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阴极材料正尖晶石LiMn_2O_4制备方法研究现状 被引量:19
16
作者 李群 卢世刚 +1 位作者 邱向东 李玉增 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第5期289-292,共4页
综述了制备锂离子电池正极材料正尖晶石LiMn2O4 的几种常用方法及其各自特点。对于高温固相反应而言,阐述了原料及合成条件的选择方式,并讨论了焙烧温度、升降温方式及机械研磨对产物晶型结构、粒度大小分布和电化学性能的影... 综述了制备锂离子电池正极材料正尖晶石LiMn2O4 的几种常用方法及其各自特点。对于高温固相反应而言,阐述了原料及合成条件的选择方式,并讨论了焙烧温度、升降温方式及机械研磨对产物晶型结构、粒度大小分布和电化学性能的影响,提出合成温度是控制固相合成正尖晶石LiMn2O4 的关键因素,直接影响产物的结构、粒度、杂质含量;对于低温合成技术,介绍了通过控制制备前体的反应条件及其转化正尖晶石LiMn2O4 焙烧温度,来优化材料的组成、结构形貌,提高产物均匀性和电化学性能的途径,认为发展尖晶石LiMn2O4 展开更多
关键词 正尖晶石 LIMN2O4 制备 锂离子电池 阴极材料
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尖晶石LiMn_2O_4的多元掺杂改性研究 被引量:18
17
作者 唐致远 冯季军 徐国祥 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第8期1316-1318,共3页
采用高温固相法合成了多元复合掺杂改性的尖晶石型锰酸锆正极材料 .用X射线衍射法对材料进行了表征 ,表明所得材料均呈现良好的尖晶石结构 .通过充放电测试 ,发现其中LiMn1.93 Co0 .0 2 Cr0 .0 2 Al0 .0 2 La0 .0 1O4和LiMn1.93 Co0 .0 ... 采用高温固相法合成了多元复合掺杂改性的尖晶石型锰酸锆正极材料 .用X射线衍射法对材料进行了表征 ,表明所得材料均呈现良好的尖晶石结构 .通过充放电测试 ,发现其中LiMn1.93 Co0 .0 2 Cr0 .0 2 Al0 .0 2 La0 .0 1O4和LiMn1.93 Co0 .0 2 Cr0 .0 2 Al0 .0 2 Zr0 .0 1O4的循环性能有了很大程度的改善 ,循环 5 0次后仍能保持 94%和 展开更多
关键词 尖晶石 LIMN204 多元掺杂 改性 正极材料 锂离子电池
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F^-掺杂LiMn_2O_4的合成及电化学性能 被引量:14
18
作者 李新海 何方勇 +1 位作者 郭华军 王志兴 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期54-58,共5页
采用溶胶-凝胶法合成掺杂F-的LiMn2O4。通过XRD、SEM对掺杂F-的LiMn2O4材料的组成、结构、微观形貌等进行分析与表征,测试不同F-掺杂量的LiMn2O4在常温(20℃)、高温(55℃)下的电化学性能。结果表明:所合成的材料具有良好的尖晶石立方结... 采用溶胶-凝胶法合成掺杂F-的LiMn2O4。通过XRD、SEM对掺杂F-的LiMn2O4材料的组成、结构、微观形貌等进行分析与表征,测试不同F-掺杂量的LiMn2O4在常温(20℃)、高温(55℃)下的电化学性能。结果表明:所合成的材料具有良好的尖晶石立方结构,无杂相;F-的掺杂提高了材料的比容量,增强了材料的稳定性,改善了其在高温下的循环性能。当F-的掺入量x由0增加到0.1时,材料的比容量由119.7 mA.h/g增加到124.9 mA.h/g,高温下充放电30个循环后容量保持率由79.4%增加到84.4%。 展开更多
关键词 锂离子电池 LIMN2O4 正极材料 离子掺杂
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稀土掺杂对LiMn_2O_4电化学性能的影响 被引量:22
19
作者 彭忠东 胡国荣 +1 位作者 周向阳 刘业翔 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期191-193,共3页
用固相反应法合成了具有尖晶石结构的可用作锂离子二次电池正极材料的锂锰氧化合物(LiMn2O4),并对其进行了镧、铈、镨、钕、铕、钐等多种稀土元素的掺杂修饰,形成稀土复合氧化物(LixMn2-yRe7y/6O4,0.95≤x≤1.2,0≤y≤0.3)。对材料... 用固相反应法合成了具有尖晶石结构的可用作锂离子二次电池正极材料的锂锰氧化合物(LiMn2O4),并对其进行了镧、铈、镨、钕、铕、钐等多种稀土元素的掺杂修饰,形成稀土复合氧化物(LixMn2-yRe7y/6O4,0.95≤x≤1.2,0≤y≤0.3)。对材料进行了X射线衍射、循环伏安、充放电等测试,实验结果表明,掺入镧、铕、钕、钐、镨等元素所合成的材料具有标准尖晶石结构,较好的电化学可逆性能,较优良的高温性能。该材料在EC:DMC(1:1)+1mol/L LiPF6电解液中表现出了较优良的充放电性能,其首次放电容量达130mAh/g。 展开更多
关键词 掺杂 LIMN2O4 电化学性能 锂锰氧化物 正极材料 锂离子电池 蓄电池 稀土元素
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尖晶石型LiMn_2O_4的水热合成及其锂吸附性能 被引量:17
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作者 孙淑英 张钦辉 于建国 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期185-189,共5页
以Mn(NO3)2,LiOH和H2O2为原料,通过控制水热反应条件直接合成了尖晶石型LiMn2O4纳米线,经酸浸脱锂后得到对Li+具有特殊选择性吸附的离子筛.用XRD,HRTEM,SAED和共存金属离子的分配系数等手段对产物的晶相结构及吸附性能进行了研究.结果表... 以Mn(NO3)2,LiOH和H2O2为原料,通过控制水热反应条件直接合成了尖晶石型LiMn2O4纳米线,经酸浸脱锂后得到对Li+具有特殊选择性吸附的离子筛.用XRD,HRTEM,SAED和共存金属离子的分配系数等手段对产物的晶相结构及吸附性能进行了研究.结果表明,水热反应条件对前驱体结构有较大影响,前驱体LiMn2O4和离子筛MnO2均为一维纳米线,离子筛对不同金属离子的选择性吸附顺序为Li+>>Ca2+>Mg2+>Na+>K+,说明离子筛具有较高的Li+选择性.Li+的分配系数为16770.63mL/g,是高温焙烧样品(7917.49mL/g)的2.12倍,表明一维纳米MnO2离子筛对Li+的选择性吸附性能有显著提高. 展开更多
关键词 水热合成 离子筛 LIMN2O4 吸附
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