鋰離子電池正極材料尖晶石LiMn2O4的合成及其容量、倍率和循環(huán)性能的改性研究.pdf

1、尖晶石錳酸鋰具有獨特的三維隧道結(jié)構(gòu)，有利于鋰離子的嵌入和脫出，其作為動力鋰離子電池正極材料，具有較高的功率和能量密度，并且因其資源儲量豐富，成本低廉，安全性能高以及對環(huán)境友好等優(yōu)點，受到研究者的青睞，成為當(dāng)前鋰離子電池正極材料研究的熱點。但其在充放電過程中，由于錳的溶解及Jahn-Teller效應(yīng)等原因，錳酸鋰的比容量衰減比較快，尤其是在高溫環(huán)境條件下，其循環(huán)性能非常差，制約了該材料的實際應(yīng)用。本文以尖晶石錳酸鋰為研究對象，重點進行了其

2、容量，倍率和循環(huán)性能方面的改善研究:
　　(1)高純尖晶石LiMn2O4的合成及其性能研究:通過稀硫酸輔助水熱法處理電解二氧化錳(EMD)，可以除去混雜或鑲嵌其晶格中的雜質(zhì)離子，得到高純的β-MnO2。并以其為前驅(qū)體與氫氧化鋰混合得到高純的尖晶石錳酸鋰，電化學(xué)性能顯示通過該方法合成的高純錳酸鋰正極材料具有良好的容量和常溫循環(huán)性能，但高溫循環(huán)性能沒有明顯改善。
　　(2)LiAl0.1Mn1.9O4的簡易合成及其性能研究:以E

3、MD與Al(OH)3為原料，按Mn與Al摩爾比為19∶1混和均勻，在高溫850℃煅燒5h得到Mn1.9Al0.1O3。以其為前驅(qū)體與氫氧化鋰混合得到尖晶石LiAl0.1Mn1.9O4，通過EDS元素分布分析，鋁元素能夠均勻分布在尖晶石LiMn2O4結(jié)構(gòu)中，此方法合成簡單，成本低，能夠批量合成。電化學(xué)測試表明以此方法合成的LiAl0.1Mn1.9O4具有良好的高溫循環(huán)性能，但由于Al元素的摻雜其容量性能低于純的LiMn2O4。
　　

4、(3)多孔滲水球形和多面體類球形LiAl0.02Mn1.98O4的合成及其性能研究:通過控制結(jié)晶法合成球形MnCO3，在合成的過程加入一部分Al2(SO4)3代替MnSO4，合成出摻雜有鋁元素的球形MnCO3，以其為錳源在600℃，1100℃預(yù)燒6h合成摻雜鋁元素的球形Mn2O3和Mn3O4，并以其為前驅(qū)體合成多孔滲水球形LiAl0.02Mn1.98O4和多面體LiAl0.02Mn1.98O4。電化學(xué)測試表明合成的具有多孔滲水球形和多面