尖晶石鋰錳氧材料作為鋰離子二次電池正極材料的研究.pdf

1、該文采用固相反應(yīng)法來合成作為鋰離子二交電池用的正極材料LiMn<,2>O<,4>和LiMn<,2-x>M<,x>O<,4>(M=Cr、Co、Ni);借助DTA實(shí)驗(yàn)確定了合成LiMn<,2>O<,4>的熱處理溫度范 圍;采用火焰分光光度法及化學(xué)法分析了合成材料中的鋰、錳含量;運(yùn)用XRD、in-situ電化學(xué)XRD技術(shù)研究了合成材料中的微觀結(jié)構(gòu)及其在充、放電過程中的變化;通過恒電流充、放 電實(shí)驗(yàn)和粉末微電極循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)研究了LiMn<,2>

2、O<,4>和LiMn<,2-x>M<,x>O<,4>材料的宏 觀電化學(xué)性能.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1.采用固相反應(yīng)法合成LiMn<,2>O<,4>時(shí),其合成條件對產(chǎn) 物結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能影響甚大,其中,合成溫度是最重要的因素,而Mn/Li原子配比、保溫 時(shí)間、原料粒度以及成型壓強(qiáng)對電化學(xué)性能的影響也不容忽視.2.制備電極過程中,正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑(乙炔黑)和粘結(jié)劑(PTFE)三者之間的配比以及充、放電過程中充、放電電流強(qiáng)度的改變將不同程度地影響

3、LiMn<,2>O<,4>電極的充、放電容量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)電極 中粘結(jié)劑含量為5%,乙炔黑含量為10%,充、放電電流強(qiáng)度為15mA/g時(shí)可以獲得較高的比 容量.3.尖晶石型鋰錳氧材料在過度充電時(shí),將導(dǎo)致晶格收縮幅度過大,產(chǎn)生新的立方相,部分Li<,x>Mn<,2>O<,4>的可逆性結(jié)構(gòu)遭到破壞,使充、放電效率和可塑性程度下降;而在 低于3V平臺深度放電后將引發(fā)Jahn-Teller效應(yīng),部分立方相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的四方相后將 無法回復(fù)