鋰微電池LiMn-,2-O-,4-正極膜的制備和電化學(xué)性能研究.pdf

1、本文選擇引人注目的鋰電池正極材料LiMn2O4作為研究對象，采用旋涂技術(shù)的溶液沉積法成功制備了尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰微電池LiMn2O4正極膜?？疾炝瞬捎迷摲ㄔ谥苽銵iMn2O4薄膜過程中前驅(qū)體溶液中溶劑、溶液濃度、勻膠速度和時間等對薄膜質(zhì)量的影響。同時還結(jié)合TG/DSC，XRD，(FE)SEM，AFM，ICP，CV測試和電化學(xué)性能測試等手段，并系統(tǒng)地研究了原料配比、退火溫度和時間、干燥溫度等工藝參數(shù)對LiMn2O4薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能

2、的影響。對這些工藝參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果表明：原始Li：Mn配比為1.05：2.00，干燥溫度為280℃，在280℃退火30min獲得的LiMn2O4薄膜具有最佳的綜合性能。該條件下制得的薄膜表面均一、致密、無裂痕，在3.0～4.3V以50μA/cm2的電流充放電時，首次放電容量為37.3μAh/(cm2.μm)，經(jīng)50次循環(huán)后的每次容量損失僅為0.011﹪。 在此基礎(chǔ)上，研究了A13+離子摻雜對LiMn2O4薄膜結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響

3、。研究表明：少量的Al摻雜并沒有改變LiMn2O4的尖晶石結(jié)構(gòu)，且隨著A13+的摻雜量的增多，晶格產(chǎn)生收縮，尖晶石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強。摻Al之后的LiAl0.1Mn1.9O4與沒有摻雜的LiMn2O4相比，相變程度得到了抑制。充放電結(jié)果表明，Al的摻入會降低LiMn2O4正極膜的放電容量，但能在一定程度上提高鋰錳氧薄膜的循環(huán)性能。LiAl0.05Mn1.95O4正極膜不但具有較高的初始放電容量，循環(huán)性能也較理想，是一個比較理想的摻雜比例。