鋰離子電池用納米LiMn-,2-O-,4-的制備及改性研究.pdf

1、尖晶石型LiMn<,2>O<,4>是近年來發(fā)展起來的一種鋰離子電池正極材料,它的理論容量為148mAh/g.LiMn<,2>O<,4>具有價格便宜、環(huán)境友好、電壓高等優(yōu)點而受到人們的廣泛關(guān)注.但是該材料容量較低,在大電流充放電的條件下,循環(huán)性能有待改善.本論文在詳細(xì)評述了鋰離子電池及其正極材料研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,選取尖晶石結(jié)構(gòu)的納米LiMn<,2>O<,4>為研究對象,對其合成和改性進(jìn)行了研究. 采用水熱法、溶膠-凝膠法和濕法分散

2、球磨固相法等方法合成了納米Li Mln<,2>O<,4>.通過X射線粉末衍射(XRD)分析了合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)觀察了材料的形貌,充放電測試了合成材料及改性材料的比容量和循環(huán)性能,循環(huán)伏安(CV)和交流阻抗(EIs)及對阻抗譜圖進(jìn)行等效電路模擬研究了材料的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理.結(jié)果表明,以上方法合成的材料其晶粒尺寸都為納米級,特別是水熱法和濕法分散球磨固相法合成的材料晶粒分布均勻,大電流充放電能力有了一定的提

3、高.在此基礎(chǔ)上,嘗試了對合成的材料進(jìn)行改性. 研究表明:我們以MnO<,2>為前軀體,首次利用水熱法制備的納米LiMn<,2>O<,4>具有較好的電化學(xué)性能,其首次充放電容量達(dá)到120mAh/g以上(0.2C倍率).采用濕分散高能球磨法降低了合成溫度和時間,優(yōu)化了傳統(tǒng)的固相法合成LiMn<,2>O<,4>流程,材料的電化學(xué)性能比傳統(tǒng)固相法合成的材料有了較大的改善. 通過對合成的部分納米LiMn<,2>O<,4>進(jìn)行了改性