鋰離子電池正極材料錳酸鋰電化學(xué)性能的研究.pdf

1、鋰離子電池具有高比電容量、工作電壓窗口寬、循環(huán)性能好、安全系數(shù)高、倍率性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。制備長(zhǎng)循環(huán)壽命、高能量密度的鋰離子電池是近年來(lái)科研者們研究的主要目標(biāo)。其中，鋰離子電池的正極材料對(duì)電池性能有著重要的影響，其中錳酸鋰材料因錳自然資源較為豐富、成本低廉及環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是一種比較有發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正電極材料。
　　尖晶石LiMn2O4正極材料有著獨(dú)特的三維隧道結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于電池循環(huán)充放電時(shí)離子在材

2、料中的擴(kuò)散，所以L(fǎng)iMn2O4吸引了眾多科研者的眼球。但是錳酸鋰材料容易發(fā)生Jahn-Teller歧化效應(yīng)，這種效應(yīng)易導(dǎo)致晶相由立方向四方晶相轉(zhuǎn)變，從而使得材料的循環(huán)性能降低，本文通過(guò)高溫固相法合成納米級(jí)錳酸鋰材料，其晶型結(jié)構(gòu)較好，有效的降低了電池的容量衰減速率。為了提高電池的的能量密度，本論文還在純相錳酸鋰的基礎(chǔ)上摻雜不同含量的鎳，以提高電壓平臺(tái)，擴(kuò)大電池的電壓窗口，從而提高能量密度。綜合運(yùn)用X-射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)

3、等相關(guān)表征手段對(duì)合成的錳酸鋰樣品的晶型、微觀形貌等進(jìn)行分析，并且用恒流充放電、循環(huán)伏安法和交流阻抗等電學(xué)測(cè)試方法研究了材料的電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)以不同形貌的α-MnO2為前驅(qū)體，乙酸鋰為鋰源，通過(guò)高溫固相法合成錳酸鋰正極材料，其中以三維網(wǎng)狀α-MnO2為前驅(qū)體制備的錳酸鋰電池具有高倍率性能以及長(zhǎng)循環(huán)壽命，在5C下，其比容量仍然有88mAhg-1，循環(huán)100次后，其比容量衰減速率僅0.06mAhg-1每次