制作條件對(duì)尖晶石LiMn-,2-O-,4-電極的性能影響.pdf

1、本文以殼聚糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、醋酸鋰和醋酸錳等為原料，采用溶膠凝膠-旋轉(zhuǎn)涂布法在不銹鋼基底上制備了LiMn2O4薄膜。通過(guò)XRD和SEM研究了退火溫度對(duì)LiMn2O4薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌的影響，應(yīng)用恒電流充放電和循環(huán)伏安(CV)研究了其電化學(xué)性能。結(jié)果表明：退火溫度對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能影響顯著。在500-750℃下退火所制得的薄膜表面都呈現(xiàn)褶皺狀的微觀形貌，650℃以下退火的薄膜樣品表面均勻致密，無(wú)裂痕。薄膜顆粒粒徑隨著

2、溫度的升高顯著增大，結(jié)晶化程度也隨之提高。650℃退火的薄膜樣品為純相的尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4，厚度為3.6μm，并且具有良好的電化學(xué)性能，在50μAcm-2的電流下，初始容量為35.9μAhcm-2μm-1，經(jīng)20次循環(huán)后容量為33.8μAhcm-2μm-1，容量保持了93.6％，表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。 研究了分別添加石墨類導(dǎo)電劑KS-6，炭黑類導(dǎo)電劑Super P及包含KS-6和Super P(質(zhì)量比：1:1)的二元導(dǎo)電

3、劑的尖晶石LiMn2O4在不同嵌鋰狀態(tài)下脫嵌過(guò)程的交流阻抗譜，并根據(jù)不同導(dǎo)電劑的對(duì)LiMn2O4電極過(guò)程的影響選用不同等效電路對(duì)實(shí)驗(yàn)所得交流阻抗譜進(jìn)行擬合，分別計(jì)算了交換電流密度。結(jié)果表明添Super P和KS-6的二元導(dǎo)電劑LiMn2O4在鋰離子脫嵌過(guò)程中的傳質(zhì)阻抗Rct最小，交換電流密度最大。恒電流充放電循環(huán)測(cè)試結(jié)果表明，與添加相同含量的單一導(dǎo)電劑的LiAMn2O4相比，添加二元導(dǎo)電劑的LiMn2O4在相同倍率下比容量最大且在60℃

4、下循環(huán)20次后容量保持率最高。 采用恒流充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗和熱重差熱法研究了相同工藝條件下LiMn2O4與LiMn2O4/LiNiu3Cou3Mn1/3O2復(fù)合材料作為正極的18650型電池在60℃電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，在高溫60℃下循環(huán)150次后LMO電池與L3-2電池容量保持率分別為64.03％和83.12％。在60℃循環(huán)50次，100次和150次后恒壓到3.9V時(shí)的交流阻抗結(jié)果顯示，L3-2電池的阻抗逐漸變小，而L