液相法制備鋰離子電池正極材料LiMn-,2-O-,4-及其摻雜研究.pdf

1、本文對用液相法制備性能優(yōu)越的鋰錳氧進行了研究,并對制備過程中的工藝參數(shù)以及摻雜鋰錳氧的制備進行了研究,對所得的鋰錳氧產物進行了初步的電性能測試,取得的主要結果如下:(1)用液相法進行反應,得到的前驅物再經焙燒,可制得晶化程度高,晶體結構穩(wěn)定,純度高,并且粒度分布較均勻,平均粒徑約在500nm的LiMn<,2>O<,4>尖晶石超絀粉.所得的粉末樣品做成電極片進行電性能測試,其首次放電容量可達125.79mAh·g<'-1>,經過一個充放電

2、循環(huán)后比容量為111.81mAh·g<'-1>,循環(huán)10次后比容量仍保持在107.14mAh·g<'-1>,下降幅度僅為14.83﹪,表現(xiàn)出良好的電化學性能.實驗結果表明,用這種在液相中反應的制備方法可在一定程度上解決固相反應中存在的產物組成、結構、粒度分布等不均勻,不易得到純凈、單一的LiMn<,2>O<,4>尖晶石的缺點.(2)在相同條件下,用檸檬酸與金屬離子發(fā)生絡合作用制備的前驅物可得到純凈且電性能優(yōu)越的LiMn<,2>O<,4>

3、尖晶石超細粉;而用乙酸制備得到的產物則含有大量雜質,電化學性能也較差.同時,在用檸檬酸制備LiMn<,2>O<,4>時,反應物配比也對產物有著重要影響.當錳過量時,產物中含有雜質相;在以化學計量比配比或鋰稍過量時,均能得到純凈的LiMn<,2>O<,4>相,但鋰過量時產物的電化學性能要較以化學計量比得到的產物差.因此,要得到純凈的,高電性能的LiMn<,2>O<,4>尖晶石超細粉,就必須控制好反應物的鋰錳比為1:2的鋰錳氧化學計量比.(

4、3)實驗結果表明,焙燒溫度越高,保溫時間越長,得到的LiMn<,2>O<,4>產物晶化程度越高,表現(xiàn)出較佳的電性能.在反應物配比為1:2,用檸檬酸作絡合劑時,制得的前驅物快速升溫至800℃,然后保溫20小時,得到的產物為均相、晶化程度高的LiMn<,2>O<,4>超細粉,并且電化學性能良好.同樣條件下制得的前驅物先在450℃下保溫1小時,隨后升溫至750℃,保溫15小時也得到了均一,晶體結構完整的LiMn<,2>O<,4>尖晶石粉末,產