钡镁锰矿/水羟锰矿型锂离子电池阴极材料的结构和电化学性能研究

电化学（中英文） ›› 1999, Vol. 5 ›› Issue (1): 74-79.

钡镁锰矿/水羟锰矿型锂离子电池阴极材料的结构和电化学性能研究

储炜,刘德尧,尤金跨,杨勇,林祖赓

厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室

收稿日期:1999-02-28 修回日期:1999-02-28 出版日期:1999-02-28 发布日期:1999-02-28

Structural and Electrochemical Studies on Todorokite/Vernadite as Cathodes for Rechargeable Lithium Ion Batteries

Chu Wei * Liu Deyao You Jinkua Yang Yong Lin Zugeng

(State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surface, Inst. of Phys. Chem.,Dept.of Chem.,Xiamen Univ.,Xiamen 361005

Received:1999-02-28 Revised:1999-02-28 Published:1999-02-28 Online:1999-02-28

摘要/Abstract

摘要： 利用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＩＣＰ、低速ＣＶ以及恒流充放电等方法研究了一种３Ｖ锂离子电池阴极材料的结构及其电化学性能．样品主要由大隧道型结构的钡镁锰矿和层状结构的水羟锰矿组成，该样品的微观形貌为层间距约１０ｎｍ的叠片状结构．Ｌｉ＋在样品中的嵌入脱出过程具有较好的可逆性和循环稳定性．未经提纯的样品前３０次循环的放电比容量达到１２９ｍＡｈ／ｇ，１００次循环后为９６ｍＡｈ／ｇ．材料结构中嵌入隧道及层间的杂质金属阳离子起着结构支撑以及维持材料的微观结构和电化学性能稳定性的作用．

关键词: 锂离子电池, 锰氧化物, 钡镁锰矿, 水羟锰矿, 结构稳定性

Abstract: XRD,TEM,ICP,low scan_rate CV and charge/discharge tests were carried out for the studies on the structural and electrochemical behavior of a prepared 3 V manganese oxide cathode for rechargeable lithium ion batteries.XRD analysis revealed that the cathode sample is mainly composed of tunneled Todorokite and layered Vernadite.TEM investigation confirmed that the morphology of the sample is a laminated construction with approximate 10nm layer space.The reversibility of Li + removal/intercalation and structural stability of this sample framework to lithium insertion are good in CV and charge/discharge tests. The discharge capacities were found to be about 129mAh/g obtained on first 30 cycles and remained to be 96mAh/g after 100 charge/discharge cycles.The inlaid cations in the tunnel or interlayer made contribution to the structural and electrochemical stability of this manganese oxide cathode framework.

Key words: Lithium ion battery, Manganese oxides, Todorokite, Vernadite, structural stability.

中图分类号:

TM911.14

储炜,刘德尧,尤金跨,杨勇,林祖赓. 钡镁锰矿/水羟锰矿型锂离子电池阴极材料的结构和电化学性能研究[J]. 电化学（中英文）, 1999, 5(1): 74-79.

Chu Wei * Liu Deyao You Jinkua Yang Yong Lin Zugeng . Structural and Electrochemical Studies on Todorokite/Vernadite as Cathodes for Rechargeable Lithium Ion Batteries[J]. Journal of Electrochemistry, 1999, 5(1): 74-79.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/

https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/Y1999/V5/I1/74

参考文献

1冯熙康．国外锂蓄电池的最新进展．电源技术，1993，5：292任学佑．锂离子电池的新进展．电池，1997，27（4）：1883汪继强．锂离子蓄电池技术进展及市场前景．电源技术，1996，20（4）：1474LeviE，ZinigradE，TelerHetal．Structuralandelectrochemicalstudiesof3VLixMnO2cathodesforrechargeableLibateries．In：ProceedingsoftheSymposiumon”BateriesforPortableApplicationsandElectricVehicles”，Volume97＿18，Paris，France：TheElectrochemicalSociety，1997，Aug．31＿Sept．5：9635YongyaoXia，HideyukiNoguchi，MasakiYoshio．DiferencesinelectrochemicalbehaviorofLiMn2O4andLi1＋xMn3O4as4＿VLi＿celcathodes．JournalofSolidStateChemistry，1995，119（1）：2166KurimotoH，Suzuoka，MurakamiTetal．Highsurfaceareaelectrolyticmanganesedioxidefor3VLi＿celcathodes．JournaloftheElectrochemicalSociety，1995，142（7）：2156，（Errata1995，142（10）：100C）7Shao＿HornY，Ein＿EliY，RobertsonADetal．MorphologymodificationanddelithiationmechanismsofLiMn2O4andLi2MnO3byaciddigestion，JournaloftheElectrochemicalSociety，1998，145（1）：168Shao＿HornY，HackneySA，JohnsonCS，ThackerayMM．Microstructuralfeaturesofα＿MnO2electrodesforlithiumbateries．JournaloftheElectrochemicalSociety，1998，145（2）：5829RobertArmstrong，PeterG．Bruce．SynthesisoflayeredLiMnO2asanelectrodeforrechargeablelithiumbateries．Nature，1996，381（6）：49910KozawaA等著，夏熙编译．二氧化锰手册．四川科学技术出版社，成都，1994，9，811ThackerayMM．ManganeseOxidesforLithiumBateries，ProgresinBatteriesatBateryMaterials，1995，14，112NimfopouiosMK，PatrickRAD．MineralogicalMagazine，1991，55：42313BenaisaM，JoseyacamanM，XiaoTD．PRStrut．Microstructuralstudyofholandite＿typeMnO2nano＿fibers．AppliedPhysicsLeters，1997，70（16）：212014舒东．锂离子电池锂锰氧化物阴极材料的研究：［学位论文］．厦门：厦门大学化学系，1997

[1]	左东旭, 李培超. 基于电化学-热-力耦合模型的快速充电下锂离子电池的老化特性分析[J]. 电化学（中英文）, 2024, 30(9): 2402061-.
[2]	陈露露, 李浩冉, 刘维祎, 王伟. 锂离子电池正极材料原位漫反射光谱电化学研究[J]. 电化学（中英文）, 2024, 30(6): 2314006-.
[3]	赵刚, 龚正良, 李益孝, 杨勇. 氧化钨和磷钨酸对LiNi_0.96Co_0.02Mn_0.02O₂材料的表面包覆改性研究[J]. 电化学（中英文）, 2023, 29(10): 2204281-.
[4]	陈思, 郑淞生, 郑雷铭, 张叶涵, 王兆林. 水热法制备锂电池Si@C负极材料的工艺优化研究[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(8): 2112221-.
[5]	王京玥, 王睿, 王诗琦, 王立帆, 詹纯. 一步固相法合成锂离子电池高镍层状正极材料[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(8): 2112131-.
[6]	谯渭川, 李芳儒, 肖瑾林, 屈丽娟, 赵晓, 张梦, 庞春雷, 李子坤, 任建国, 贺雪琴. 硅氧材料的膨胀性能研究和改善[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(5): 2108121-.
[7]	王加义, 郭胜楠, 王新, 谷林, 苏东. 锂离子电池高镍层状氧化物正极结构失效机制[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(2): 2108431-.
[8]	郭瑞琪, 吴锋, 王欣然, 白莹, 吴川. 多电子反应材料推动高能量密度电池发展：材料与体系创新[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(12): 2219011-.
[9]	朱振威, 邱景义, 王莉, 曹高萍, 何向明, 王京, 张浩. 人工智能在锂离子电池研发中的应用[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(12): 2219003-.
[10]	侯廷政, 陈翔, 蒋璐, 唐城. 当前和下一代锂离子电池电解液的原子尺度微观认识和研究进展[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(11): 2219007-.
[11]	李丹丹, 纪翔宇, 陈明, 杨燕茹, 王晓东, 冯光. 低聚离子液体的体相与界面及其电化学储能应用[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(11): 2219002-.
[12]	骆晨旭, 师晨光, 余志远, 黄令, 孙世刚. 富锂锰基层状正极材料的合成及其首周过充下的结构演化[J]. 电化学（中英文）, 2022, 28(1): 2006131-.
[13]	李姝谨, 曹志康, 王文凯, 张晓菡, 向兴德. 硫酸盐功能电解液增强水系钠离子电池NaTi₂(PO₄)₃/C负极材料电化学性能的研究[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(6): 605-613.
[14]	蔡雪凡, 孙升. 多孔电极电池的循环伏安法模拟[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(6): 646-657.
[15]	彭依, 张伟, 左防震, 吕浩莹, 洪凯骏. 二硒化钼纳米球储锂和储镁的性能和机理研究[J]. 电化学（中英文）, 2021, 27(4): 456-464.