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2017.7Vol.41No.7收稿日期：2016-12-23作者简介：李伟（1981—），男，安徽省人，工程师，主要研究方向为锂离子电池正极材料。
957阳离子掺杂对LiMn 2O 4结构和电性能的影响李伟，许寒，丁飞(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)摘要：采用固相法合成了尖晶石LiMn 2－M O 4(M=Co 、Cr 、Al 、Ti ，=0、0.05、0.1、0.15)正极材料，研究了不同金属阳离子掺杂和掺杂量对LiMn 2－x M x O 4结构及电性能的影响。
通过X 射线衍射图谱分析，离子半径较小的Co 、Cr 、Al 掺杂使材料晶胞收缩，尖晶石结构更加稳定。
材料初始容量随着掺杂量提高而降低，但循环性能显著提高。
其中Co 掺杂在=0.1时，LiMn 2－M O 4样品1首次放电比容量为117.6mAh/g ，前20次容量保持率达92.9%，综合性能最优。
关键词：固相法；尖晶石；正极材料；掺杂中图分类号：TM 912.9文献标识码：A文章编号：1002-087X(2017)07-0957-03Effect of cation ion doping on structure and electrochemicalperformance of LiMn 2O 4LI Wei,XU Han,DING FeiAbstract:The spinel LiMn 2－M O 4(M=Co,Cr,Al,Ti,=0,0.05,0.1,0.15)was synthesized by solid-state reactionmethod as cathode materials.In this work,the effects of different metal cation ions doping and the amount intoLiMn 2－M O 4on the crystal structure and electrochemical properties were studied.The results confirmed by X-ray diffraction (XRD)show that the samples doped with the samller ionic radius (such as Co,Cr and Al)make the volume of unit cell decrease and the spinel structure more stable.The initial capacity of the material is decreased with the increase of the doping amount,but the cycling performance is significantly improved.When =0.1,the Co-doping samples can deliver the first discharge specific capacity of 117.6mAh/g at 1rate,and the rate of capacity retention reaches 92.9%after 20cycles,which exhibit the optimal comprehensive performance.Key words:solid-state reaction;spinel;cathode materials;doping随着锂离子蓄电池的广泛应用，其材料需求十分巨大，尤其是电动汽车的快速普及促使人们寻找高安全、低成本和低污染的正极材料。
稀土掺杂对锂离子电池正极材料性能影响研究进展近年来，随着全球能源危机的逐渐加剧，新能源与环保逐渐成为人们关注的焦点，而锂离子电池作为新能源研究的重中之重，其发展也日益受到了广泛的关注。
锂离子电池的正极材料性能是整个电池性能的关键，稀土元素掺杂作为一种有效的材料改性手段，也受到了广泛的研究。
本文将从稀土掺杂对锂离子电池正极材料性能的影响展开分析，深入探讨稀土掺杂技术的研究进展。
一、稀土元素掺杂技术的研究进展稀土元素作为一类含有稀有的元素和金属的元素，其独特的化学和物理性质使之成为一类重要的材料，其在电池领域的应用也日渐显现。
自1991年G. Pratchodko 将稀土掺杂LiMn204首次提出以来，各种稀土元素，特别是La3+、Ce4+、Gd3+、Sm3+、Eu3+、Dy3+、Yb3+等元素被逐渐引入锂离子电池正极材料中。
稀土元素掺杂技术已经初步形成，主要包括固相反应法、溶液法、机械法、微波法等。
在固相反应法中，稀土元素掺杂通过高温煅烧来实现。
这种方法的缺点是煅烧温度较高，造成材料中Li+的流失，从而降低电极材料的比容量。
另外，固相反应法的操作复杂，反应速度慢，产品的均匀性差。
溶液法较固相反应法更容易加工，已经成为稀土掺杂技术的主要方法。
溶液法的优点是对化学计量的控制很好，掺杂的均匀性高，而且反应速度快。
然而，溶液法也存在一些缺点，如预处理时间长，掺杂剂的来源和纯度有限等问题。
机械法是一种将稀土元素氧化物和胶体球磨混合的方法。
它可以减少稀土元素掺杂过程中的副反应。
然而，机械法的掺杂量相对较小，因此在大规模生产中不够实用。
微波法是一种新的稀土掺杂技术，它通过微波辐射来提高化学反应和传递温度，可以明显提高反应速度和有效控制反应时间，是较为理想的掺杂方法之一。
稀土元素的掺杂还可以采用复合掺杂的方式。
例如，Ce4+和Yb3+元素可以同时掺杂到正极材料中，在电池循环过程中显示了优异的性能。
二、稀土元素掺杂对锂离子电池正极材料性能的影响稀土元素掺杂对锂离子电池正极材料性能的影响主要有两方面的变化，一是对电化学性能的影响，二是对结构及其稳定性的影响。
第卷第期年月Chinese Battery Industry添加剂对LiMn 2O 4锂离子电池性能的影响刘云建1,2，李新海2，郭华军2，沈湘黔1(1.江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江212013；2.中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙410083）摘要：采用商品化的LiMn 2O 4和石墨作为正负极材料制作锰酸锂动力电池，并利用XRD 、SEM 等分析手段表征了LiMn 2O 4原料。
研究了MgO,LiF 和Li 2CO 3添加剂对电池性能的影响。
研究发现，添加2%wt 的LiF 能够有效地提高LiMn 2O 4的放电比容量和循环性能，放电比容量最高达到107.5mAh/g ，100次循环后电池容量保持率为最高为93%，而纯LiMn 2O 4的放电比容量只有105mAh/g ，100次循环容量保持率为91.1%。
研究认为，添加剂能够有效地降低电解液中的HF 的含量，并且能够增强正负极表面SEI 膜的致密性，减少正极材料和电解液的接触面积，进而改善了锰酸锂电池的电化学性能。
关键词：锰酸锂电池；添加剂；电化学性能中图分类号：TM912.9文献标志码：A文章编号：1008-7923（2010）04-0197-05Study on the improvement of cycling performanceof manganese spinel batteryLIU Yun-jian 1,2,LI Xin-hai 2,GUO Hua-jun 2,SHEN Xiang-qian 1(1.School of Material Science and Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang ,Jiangsu 212013,China;2.School of Metallurgical Science and Engineering,Central South University,Changsha,Hunan 410083,China)Abstract :The power battery was manufactured with the commercial LiMn 2O 4and graphite.Structure and morphology of the LiMn 2O 4raw material were observed by XRD and SEM technique,respectively.The effects of additives such as MgO,LiF and Li 2CO 3on performance were studied.The results showed that the capacity and cycling performance of LiMn 2O 4electrode were improved by 2%wt LiF added.The capacity of LiMn 2O 4with additive was 107.5mAh/g and the capacity retaining was 93%after 100cycles.While the capacity of pristine LiMn 2O 4was 105mAh/g and the capacity retaining was 91.1%after 100cycles.It was pointed out that the additive could restrain the creation of HF in the electrolyte.The SEI film could be improved with additive and the contact area between cathode electrode and electrolyte,which resulted in better electrochemical performance.Key words:LiMn 2O 4battery;additive;electrochemical performance尖晶石型LiMn 2O 4具有资源丰富、能量密度高、成本低、无污染、安全性好等优点[1-5]，被公认为是锂离子动力电池正极材料的首选。
锂离子电池材料LiNiPO4的研究现状作者：杨春来源：《科技视界》2014年第16期【摘要】本文介绍了一种可能的锂离子正极材料LiNiPO4的研究现状、结构、性质及合成方法，并对各种合成方法进行了比较。
【关键词】磷酸镍锂；锂离子电池；正极材料随着电子设备、电动汽车等产业的发展，现有的锂离子电池越来越难以满足市场的需求。
锂离子电池的瓶颈在于正极材料的选择非常有限，要选择合适的材料，一方面要达到较高的容量，另一方面需要避免安全风险。
具有橄榄石型结构的LiMPO4（M=Fe，Mn，Co，Ni）近年来受到了大量的关注，因为这种类型的材料价格低廉，容量也比较大。
1 LiMPO4类正极发展的现状LiMPO4（M=Fe，Mn，Co，Ni）被认为是下一代电池使用的正极材料，其中LiFePO4研究得最多，而且在一定范围内取得了成功。
它具有了高理论容量、循环性能好、稳定、安全、环境友好、价格低廉等特点。
LiMnPO4也具有类似的优点。
但是无论是铁还是锰，都有能量密度比较低的问题，因此现在对LiNiPO4的研究越来越多。
2 LiNiPO4的结构特点LiNiPO4是橄榄石型结构，属于Pnma空间群。
Li+和Ni2+占据了八面体空位的一半，P5+占据了四面体空位的1/8。
这一结构的一个优点是PO43-中的P-O共价键很强，在充电时可以起到稳定作用，防止了高电压下氧气的释出，保证了电池的稳定和安全。
LiNiPO4最大的问题是电导较差，锂离子扩散也很慢，300℃时的扩散系数也只有10-11 S cm-1，远小于LiFePO4（10-9–10-10 S cm-1）。
造成这一问题的原因是在其结构中自由的空间较小。
3 LiNiPO4的性质LiNiPO4的合成较为困难，用通常的合成方法得到的产物通常杂质都很多，所以通常要采用低温或者其它一些特殊手段合成。
对于LiNiPO4，Li-Ni交换是最常见的一种缺陷（称为反位缺陷），这一类缺陷会严重阻碍锂的嵌入。
《Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收和MnCo2O4的磁性影响》篇一Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收及MnCo2O4磁性影响的研究一、引言随着现代科技的发展，磁性材料在电磁波吸收和存储等领域的应用越来越广泛。
在众多磁性材料中，SrFe12O19和MnCo2O4因其独特的磁性能和微波吸收特性而备受关注。
Ru作为一种过渡金属元素，其掺杂对这两种材料的磁性和微波吸收性能具有显著影响。
本文将重点研究Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收及MnCo2O4磁性影响的相关内容。
二、SrFe12O19的微波吸收特性SrFe12O19是一种典型的铁氧体材料，具有较高的微波吸收性能。
其微波吸收性能主要来源于材料内部的磁性损耗和介电损耗。
当微波辐射作用于SrFe12O19时，材料内部的磁畴会发生翻转，产生磁性损耗；同时，材料中的电子也会在电场作用下发生极化，产生介电损耗。
这两种损耗共同作用，使得SrFe12O19具有良好的微波吸收性能。
三、Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收性能的影响Ru掺杂可以改变SrFe12O19的晶体结构和电子能级分布，进而影响其微波吸收性能。
掺杂后，Ru离子会替代SrFe12O19中的部分Fe离子，引起材料内部磁畴结构和电子结构的改变。
这种改变可以增强材料的磁性损耗和介电损耗，从而提高其微波吸收性能。
此外，Ru掺杂还可以改善材料的阻抗匹配性能，使其在更宽的频率范围内具有较好的微波吸收性能。
四、MnCo2O4的磁性特性MnCo2O4是一种具有尖晶石结构的复合氧化物，具有较高的磁性。
其磁性主要来源于材料内部的Co离子和Mn离子的相互作用。
在磁场作用下，Co离子和Mn离子的自旋会发生翻转，产生磁矩，从而表现出磁性。
此外，MnCo2O4还具有较高的矫顽力和饱和磁化强度，使其在磁存储和电磁波屏蔽等领域具有广泛的应用前景。
五、Ru掺杂对MnCo2O4磁性影响的研究Ru掺杂可以改变MnCo2O4的晶体结构和电子能级分布，进而影响其磁性。
《Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收和MnCo2O4的磁性影响》篇一Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收及MnCo2O4磁性影响的研究一、引言随着现代电子技术的飞速发展，微波吸收材料和磁性材料在通信、雷达、电磁屏蔽等领域的应用日益广泛。
其中，复合型磁性材料因其独特的物理性质和化学稳定性，在微波领域的应用受到了广泛关注。
SrFe12O19作为一种典型的复合磁性材料，其微波吸收性能具有优异的性能，而Ru元素的掺杂能够有效改变其电磁性能。
此外，MnCo2O4作为一种重要的磁性氧化物，其磁性也受到掺杂元素的影响。
因此，研究Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收及MnCo2O4磁性影响具有重要意义。
二、Ru掺杂对SrFe12O19微波吸收的影响Ru元素的掺杂可以有效地改变SrFe12O19的电磁性能，从而影响其微波吸收性能。
首先，Ru的引入会在SrFe12O19的晶格中产生缺陷，这些缺陷会改变材料的电子结构和能带结构，进而影响材料的导电性和介电性能。
其次，Ru的磁性也会与SrFe12O19的磁性相互作用，产生新的磁性相，从而改变材料的磁导率和磁损耗。
这些变化都会对材料的微波吸收性能产生影响。
实验结果表明，适量的Ru掺杂可以显著提高SrFe12O19的微波吸收性能。
这主要是因为Ru的引入使得材料在微波频率下的介电损耗和磁损耗增大，从而提高了材料的吸波能力。
此外，Ru的掺杂还可以调整材料的复介电常数和复磁导率，使材料在较宽的频率范围内具有良好的吸波性能。
三、Ru掺杂对MnCo2O4磁性的影响MnCo2O4是一种具有尖晶石结构的磁性氧化物，其磁性主要来源于Mn和Co离子的相互作用。
Ru的掺杂会改变MnCo2O4的电子结构和离子分布，从而影响其磁性。
实验结果表明，适量的Ru掺杂可以显著提高MnCo2O4的饱和磁化强度和矫顽力。
这主要是因为Ru的引入改变了Mn和Co离子之间的相互作用，产生了新的磁性相。
同时，Ru的掺杂还会使得MnCo2O4的磁性颗粒尺寸减小，从而提高了其磁晶各向异性。
