鋰離子電池正極材料尖晶石LiMn2O4的改性研究.pdf

1、鄭州輕工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文鋰離子電池正極材料尖晶石LiMn2O4的改性研究姓名：樊彥良申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師：李超200706II仍保持在142mAhg1以上，循環(huán)性能比單元摻雜硫的樣品有了明顯的提高。采用溶膠－凝膠法合成了具有尖晶石結(jié)構(gòu)的可用作鋰離子電池正極材料的LiMn2O4化合物，并對其進(jìn)行了摻雜Th元素的修飾。結(jié)果表明在不同的充放電速率下，所合成的Th摻雜改性材料具有較高的放電比容量，并表現(xiàn)出良好的電化學(xué)可逆性

2、及較好的大電流放電性能。在0.2C及1C放電速率下，首次放電比容量分別是119.9mAhg、118.3mAhg，循環(huán)20次后，容量保持率分別在98％和97％以上，一方面是由于ThO（854KJmoL）鍵的健能較MnO（402KJmoL）鍵的健能強(qiáng)，因此改性材料在多次循環(huán)后仍保持較好的尖晶石結(jié)構(gòu)；另一方面在于Th4的離子半徑（1.02）比Mn3（0.62）大，其摻入可以起到擴(kuò)充晶格的作用，有利于鋰離子在尖晶石內(nèi)部的脫嵌。然而，體相摻雜所帶

3、來的循環(huán)性能的改善是以犧牲可逆放電容量為代價(jià)的，為此，我們希望能夠找到一個(gè)簡便而又實(shí)用的表面改性方法來更好地改善尖晶石LiMn2O4尤其在高溫下的循環(huán)性能。本文通過化學(xué)沉淀的方法，在尖晶石LiMn2O4表面成功地包覆了一層MgO，對比純LiMn2O4試樣，表面改性后LiMn2O4的初始容量幾乎沒有減少，而且有較好的循環(huán)性能。用2.83%MgO處理的材料，在0.5C放電速率下，循環(huán)20次后，25℃與55℃下的容量保持率分別為96％和90％