鋰離子電池正極材料尖晶石LiMn2O4的合成及其容量、倍率和循環(huán)性能的改性研究.pdf

1、尖晶石錳酸鋰具有獨(dú)特的三維隧道結(jié)構(gòu)，有利于鋰離子的嵌入和脫出，其作為動(dòng)力鋰離子電池正極材料，具有較高的功率和能量密度，并且因其資源儲(chǔ)量豐富，成本低廉，安全性能高以及對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，受到研究者的青睞，成為當(dāng)前鋰離子電池正極材料研究的熱點(diǎn)。但其在充放電過(guò)程中，由于錳的溶解及Jahn-Teller效應(yīng)等原因，錳酸鋰的比容量衰減比較快，尤其是在高溫環(huán)境條件下，其循環(huán)性能非常差，制約了該材料的實(shí)際應(yīng)用。本文以尖晶石錳酸鋰為研究對(duì)象，重點(diǎn)進(jìn)行了其

2、容量，倍率和循環(huán)性能方面的改善研究:
　　(1)高純尖晶石LiMn2O4的合成及其性能研究:通過(guò)稀硫酸輔助水熱法處理電解二氧化錳(EMD)，可以除去混雜或鑲嵌其晶格中的雜質(zhì)離子，得到高純的β-MnO2。并以其為前驅(qū)體與氫氧化鋰混合得到高純的尖晶石錳酸鋰，電化學(xué)性能顯示通過(guò)該方法合成的高純錳酸鋰正極材料具有良好的容量和常溫循環(huán)性能，但高溫循環(huán)性能沒(méi)有明顯改善。
　　(2)LiAl0.1Mn1.9O4的簡(jiǎn)易合成及其性能研究:以E

3、MD與Al(OH)3為原料，按Mn與Al摩爾比為19∶1混和均勻，在高溫850℃煅燒5h得到Mn1.9Al0.1O3。以其為前驅(qū)體與氫氧化鋰混合得到尖晶石LiAl0.1Mn1.9O4，通過(guò)EDS元素分布分析，鋁元素能夠均勻分布在尖晶石LiMn2O4結(jié)構(gòu)中，此方法合成簡(jiǎn)單，成本低，能夠批量合成。電化學(xué)測(cè)試表明以此方法合成的LiAl0.1Mn1.9O4具有良好的高溫循環(huán)性能，但由于Al元素的摻雜其容量性能低于純的LiMn2O4。
　　

4、(3)多孔滲水球形和多面體類(lèi)球形LiAl0.02Mn1.98O4的合成及其性能研究:通過(guò)控制結(jié)晶法合成球形MnCO3，在合成的過(guò)程加入一部分Al2(SO4)3代替MnSO4，合成出摻雜有鋁元素的球形MnCO3，以其為錳源在600℃，1100℃預(yù)燒6h合成摻雜鋁元素的球形Mn2O3和Mn3O4，并以其為前驅(qū)體合成多孔滲水球形LiAl0.02Mn1.98O4和多面體LiAl0.02Mn1.98O4。電化學(xué)測(cè)試表明合成的具有多孔滲水球形和多面