尖晶石型LiMn-,2-O-,4-正極材料的溶膠-凝膠法制備及摻雜改性研究.pdf

1、鋰離子蓄電池具有比能量高、自放電率低、工作電壓高、對環(huán)境友好及無記憶效應等優(yōu)點，具有十分廣闊的應用前景。正極材料的研究是鋰離子二次電池的核心技術之一。尖晶石型LiMn2O4具有高安全性、無毒、價廉等優(yōu)點，被認為是極具發(fā)展?jié)摿Φ匿囯x子電池正極材料，但其在循環(huán)過程和高溫條件下的容量衰減過快是制約它進一步市場化的主要因素。本文綜述了鋰離子電池正極材料的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，針對尖晶石型LiMn2O4正極材料實際比容量較低、循環(huán)過程容量衰減快等缺陷，

2、初步研究了尖晶石型LiMn2O4正極材料的溶膠—凝膠法合成工藝及Co3+摻雜改性對其結構及電化學性能的影響規(guī)律。 采用溶膠—凝膠法合成了尖晶石型LiMn2O4正極材料，并通過XRD、SEM、電化學性能測試等方法系統(tǒng)地研究了pH值、反應溫度、保溫方式等因素對尖晶石結構及電化學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)保溫方式及焙燒時間對材料的電化學性能影響較大。實驗結果表明：保溫時間短，焙燒時間長得到的錳酸鋰正極材料比容量高，循環(huán)性能較差；保溫時間長，

3、焙燒時間短得到的材料比容量低，但循環(huán)性能好，而且隨著焙燒溫度的升高，循環(huán)性能有了很大的提高。合成的尖晶石型LiMn2O4正極材料初始比容量達103．63mAh/g，循環(huán)30次后放電比容量為91．28mAh/g，比容量保持率為88％。 對尖晶石錳酸鋰進行體相摻雜是改善其電化學性能的有效方法，通過Co3+摻雜制備改性尖晶石型LiMn2O4。XRD測試結果表明：Co3+摻雜錳酸鋰具有立方尖晶石結構，無雜相。電化學性能測試表明：Co3+