尖晶石型LiMn-,2-O-,4-正極材料的溶膠-凝膠法制備及摻雜改性研究.pdf

1、鋰離子蓄電池具有比能量高、自放電率低、工作電壓高、對(duì)環(huán)境友好及無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。正極材料的研究是鋰離子二次電池的核心技術(shù)之一。尖晶石型LiMn2O4具有高安全性、無毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料，但其在循環(huán)過程和高溫條件下的容量衰減過快是制約它進(jìn)一步市場(chǎng)化的主要因素。本文綜述了鋰離子電池正極材料的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)尖晶石型LiMn2O4正極材料實(shí)際比容量較低、循環(huán)過程容量衰減快等缺陷，

2、初步研究了尖晶石型LiMn2O4正極材料的溶膠—凝膠法合成工藝及Co3+摻雜改性對(duì)其結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響規(guī)律。 采用溶膠—凝膠法合成了尖晶石型LiMn2O4正極材料，并通過XRD、SEM、電化學(xué)性能測(cè)試等方法系統(tǒng)地研究了pH值、反應(yīng)溫度、保溫方式等因素對(duì)尖晶石結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)保溫方式及焙燒時(shí)間對(duì)材料的電化學(xué)性能影響較大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：保溫時(shí)間短，焙燒時(shí)間長(zhǎng)得到的錳酸鋰正極材料比容量高，循環(huán)性能較差；保溫時(shí)間長(zhǎng)，

3、焙燒時(shí)間短得到的材料比容量低，但循環(huán)性能好，而且隨著焙燒溫度的升高，循環(huán)性能有了很大的提高。合成的尖晶石型LiMn2O4正極材料初始比容量達(dá)103．63mAh/g，循環(huán)30次后放電比容量為91．28mAh/g，比容量保持率為88％。 對(duì)尖晶石錳酸鋰進(jìn)行體相摻雜是改善其電化學(xué)性能的有效方法，通過Co3+摻雜制備改性尖晶石型LiMn2O4。XRD測(cè)試結(jié)果表明：Co3+摻雜錳酸鋰具有立方尖晶石結(jié)構(gòu)，無雜相。電化學(xué)性能測(cè)試表明：Co3+