鋰離子電池正極材料錳酸鋰的制備及其性能研究.pdf

1、當(dāng)前鋰離子電池使用的主流正極材料是鈷酸鋰LiCoO2，但是由于其容量利用率低、成本高，因此很難被大型鋰離子電池所采用。因此，資源豐富，價(jià)格低廉，并且對(duì)環(huán)境友好和安全性好的具有獨(dú)特三維隧道結(jié)構(gòu)的錳酸鋰LiMn2O4正極材料引起了科研工作者的關(guān)注。但是該材料本身也存在著一定的缺點(diǎn)，主要問(wèn)題是錳酸鋰LiMn2O4在循環(huán)過(guò)程中容量衰減嚴(yán)重和錳的溶解等。為了克服上述缺點(diǎn)，提高該材料的可逆容量和循環(huán)壽命，研究者從制備方法、摻雜改性和表面修飾對(duì)其進(jìn)行

2、了改進(jìn)。本論文主要研究的是對(duì)錳酸鋰的表面進(jìn)行修飾來(lái)嘗試改善其電化學(xué)性能。
　　 在本論文中，首先采用溶膠．凝膠法在常溫條件下制備了純相的鋰離子正極材料錳酸鋰LiMn2O4，從XRD的測(cè)試結(jié)果可以清晰地觀察到該材料的特征峰與其標(biāo)準(zhǔn)的晶格衍射峰相匹配。從TEM圖中可得到所合成樣品的顆粒為不規(guī)則形狀，粒徑在150nm～400nm之間，分布較均勻，一般在200nm左右。
　　 用浸泡法將乙酰丙酮釩附著在LiMn2O4材料表面，熱

3、處理一定時(shí)間。XPS、EDS和XRD的研究結(jié)果表明，熱處理并未使釩進(jìn)入LiMnO4骨架結(jié)構(gòu)，乙酰丙酮釩已完全轉(zhuǎn)化成V2O5，并且包覆在LiMn2O4材料表面形成V2O5包覆層。包覆前后的EIS研究表明，表面包覆V2O5樣品的電阻較低，即包覆能明顯提高材料導(dǎo)電性。高溫(55℃)和室溫下電池性能測(cè)試結(jié)果可知，包覆使材料的倍率性能明顯增大，特別是在大倍率充放電下包覆材料仍有較高的放電比容量，其循環(huán)壽命也顯著延長(zhǎng)，表明V2O5包覆可明顯改善用溶