鋰離子電池用正交晶系LiMnO-,2-正極材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、隨著電子信息技術的發(fā)展，人們對便攜式電子產品的需求日益增長。鋰離子電池因具有比容量高、功率大、使用壽命長，無記憶效應以及性價比高等優(yōu)點，從而成為便攜式電子產品可充式電源的主要選擇對象。然而，鋰離子電池正極材料在比容量以及循環(huán)壽命方面仍存在大量有待提高的問題，如何制備得到高比容量且循環(huán)性能穩(wěn)定的純相LiMnO2正極材料是近來研究關注的熱點。本文選取正交相LiMnO2（o-LiMnO2）正極材料為研究對象，對其合成方法進行了詳細的介紹，并且

2、對摻雜改性進行了初步研究，提出了今后正極材料研究和應用的發(fā)展方向。 本文采用低溫水熱法制備o-LiMnO2，研究了水熱反應參數(shù)（水熱反應溫度、LiOH溶液的濃度）對產物相純度和電化學性能的影響，獲得了優(yōu)化水熱反應參數(shù)范圍，在此范圍內可通過簡易的一步水熱反應制備得到o-LiMnO2純相，表現(xiàn)出更高的比容量和更穩(wěn)定的循環(huán)性能。 文章進一步研究了控制水熱反應參數(shù)，以MnOOH為前驅體制備納米棒狀o-LiMnO2純相的方法。結果表

3、明鋰離子嵌入晶格過程中的發(fā)生了復雜相變，初步分析了各種中間相的生成機制及其作用；反應過程中發(fā)生了形貌的變化，表明LiOH不僅作為反應物也起到了腐蝕介質的作用；發(fā)現(xiàn)了納米棒狀o-LiMnO2的單晶結構，以及其在b軸上優(yōu)先生長。 為了在非優(yōu)化水熱反應參數(shù)條件下也能同樣制備得到o-LiMnO2純相，本文研究了用聯(lián)氨還原水熱過程的方法，結果表明加入聯(lián)氨還原所得o-LiMnO2純相比未加聯(lián)氨的反應產物具有更好的電化學性能，此法簡便易行，具

4、有很高的實用性。 本文采用共沉淀方法摻雜了一定量的Co以及Ni，對o-LiMnO2正極材料進行初步的摻雜改性研究。研究表明，摻雜有利于提高LiMnO2的電化學性能，抑制了材料的正交結構向尖晶石結構的進一步轉變。且通過共沉淀法摻雜Ni更容易制得LiMnO2固溶體純相，因而電化學性能比摻Co更加優(yōu)異，尤其是比容量顯著提高。 通過以上研究，本文為制備得到電化學性能優(yōu)異的o-LiMnO2純相提供了新的方法，對今后大規(guī)模的工業(yè)應用