研究了微波场中以Li2CO3和EMD（电解氧化锰）为原料,不同x=Li/Mn原料配比的LiMnO体系电极材料的化学合成，其主要产物为LixMn2O4尖晶石,可作为锂离子电池的电极材料.与常规固相合成相比，微波场中的化学合成可在短的时间内完成. Li/Mn的配比对LixMn2O4尖晶石相的形成具有重要影响. x >1.0有利于得到产物成份纯、结晶好、电化学性能良好的LixMn2O4尖晶石相，其中x=1.05的试样最佳.采用XRD、SEM、XPS等方法研究微波场中化学合成产物的微观结构及其影响因素，分析了微观结构对性能的影响.

Li₄SiO₄具有有利于离子传导的结构,为锂离子导体理想的基质材料^[1].在硅酸盐体系中,硅的聚合态很复杂,难以得到纯相,鉴于固相法操作简单,在已有的文献中,合成方法多为固相法,但固相法不易保证成份的准确性、均匀性且合成温度较高.

用共沉淀法合成了富锂正极材料Li[Li_0.2Mn_0.4Fe_0.4]O₂,并对其表面进行Al₂O₃包覆。采用XRD、SEM和电化学测试等方法对样品进行表征。结果表明,与Li[Li_0.2Mn_0.4fe_0.4]O₂相比,包覆改性后的Li[Li_0.2Mn_0.4Fe_0.4]O₂具有较好的电化学性能,其初始放电容量未明显降低,而循环寿命大大提高,4.0%Al₂O₃包覆处理的富锂正极材料经50次充放电循环后,容量衰减量在9%左右。

用溶胶-凝胶法合成出Li4Ti5Ol2, 对其进行了酸改性, 制得锂离子筛IE-H. 测定了IE-H对Li+、Na+的饱和交换容量和pH滴定曲线等离子交换性能, 并对其进行了X射线衍射分析, 同时采用中断接触法判断该离子交换反应的控制机理, 用缩核模型描述离子筛IE-H交换Li+的动力学. 结果表明, 合成出的Li4Ti5Ol2和锂离子筛IE-H均为尖晶石结构; 用不同浓度HNO3溶液处理Li4Ti5Ol2时, Li+的抽出率为19.6%-81.5%, Ti4+的抽出率在4.2%以下; 锂离子筛IE-H 对Li+的饱和交换容量较高, 达到5.95 mmol·g-1, 离子筛IE-H交换Li+的控制步骤是颗粒扩散控制(PDC), 得到了25 ℃, Li+浓度为20.0 mmol·L-1和5.0 mmol·L-1时锂离子筛交换Li+的动力学方程和颗粒扩散系数.

近年来,人们对二次锂电池的正极进行了不少研究。许多过渡金属氧化物或硫化物,如V₆O₁₃,Li_1+xV₃O₈,TiS₂,MoS₂等被认为是较好的正极材料^[1]。

以共沉淀法制备的[Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]_1.25CO₃为前驱体, 配锂焙烧获得了富锂锰基固溶体Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂, 然后分别用柠檬酸、柠檬酸三铵对该材料进行表面预处理。结果表明经柠檬酸(铵)处理后, Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂中分别有16.37wt%和13.14wt%的锂被化学脱出。充放电测试结果表明, 表面处理后的样品首次效率有了较大的提高(由63.5%分别提高到了80.2%和80.7%), 0.2C循环40次容量保持率分别由91.43%提高到97.42%和92.72%, 1C容量由处理前的149.5 mAh·g^-1提高到179.5 mAh·g^-1和181.5 mAh·g^-1, 表明处理后材料的循环性能和倍率性能都得到了改善。这主要是由于柠檬酸(铵)处理, 预先脱出了Li2MnO₃组分中的部分Li2O, 并在材料表面生成了类尖晶石结构的材料。

以LiOH·H₂O、Mn(CH₃COO)₂·4H₂O和Ni(CH₃COO)₂·4H₂O为原料,分别用柠檬酸(CA)与乙二胺四乙酸(EDTA)为配位剂,采用溶胶凝胶法结合固相烧结法制备富锂固溶体正极材料Li[Li_0.2Ni_0.2Mn_0.6]O₂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪对所得样品的结构、形貌、粒径分布进行了表征,并测试了材料的电化学性能。采用CA配位制备的材料的电化学性能优于用EDTA配位制备的材料的电化学性能,室温下以18 mA·g^-1的电流密度,在2.0～4.8 V电压范围内充放电,用CA制备的材料首次充电比容量高达324 mAh·g^-1,首次库伦效率达82%;在180 mA·g^-1的电流下,其可逆比容量保持在120 mAh·g^-1。

With a purpose to improve the comprehensive electrochemical performance of over-lithiuated cathode material, surface modification was adopted using three solutions with specific pH value, including deionized water, NH₄NO₃ and H₂C₂O₄. The structure, morphology and electrochemical performance of the samples were extensively studied. ICP results show pH value has significant effect on the extraction of Li element in the materials. XRD demonstrates that the structure of the pretreated samples changed compared with the pristine sample. Raman Spectroscopy detects structural changes on the sample surface. The initial efficiency of H₂C₂O₄ treated sample is improved greatly but its mean voltage and cyclability is deteriorated simultaneously. The NH₄NO₃ treated sample shows the optimal comprehensive performance. Compared to the pristine sample, its initial coulombic efficiency is improved from 63% to 85% and capacity at 1C is enhanced from 149 to 194 mAh·g^-1 while maintaining a mild mean voltage decay rate. The improvement mechanism has been investigated by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).