納米LiMn-,2-O-,4-及摻雜化合物粉體的制備與電化學性能研究.pdf

1、該文以硝酸鹽和醋酸鹽為原料，采用檸檬酸絡合法制備了正尖晶石結構LiMn2O4納米粉體；以Cr、Ni為摻雜元素，制備了正尖晶石結構LiMn1.95M0.05O4納米粉體。 采用DTA-TG、XRD、SEM、BET、ICP-AES等多種分析測試手段對前驅(qū)體的熱行為及合成產(chǎn)物的物理性能進行了分析和表征；制備了鋰聚合物試驗電池，對其電化學性能進行了測試，并初步探討了LiMn2O4的容量衰減機理。試驗結果表明： 以硝酸鹽為原料時前

2、驅(qū)體分解主要集中在270～300℃，重量損失較大，反應比較劇烈且不宜控制，最終焙燒溫度應該在300℃以上進行。而以醋酸鹽為原料時在300～410℃之間出現(xiàn)一個由四個部分組成的大放熱峰，重量損失率在這個區(qū)間緩慢下降，反應平穩(wěn)易控制，最終焙燒溫度應該在410℃以上。 隨著合成溫度的升高，LiMn2O4的顆粒尺寸增加，晶格常數(shù)變大，晶格畸變減小，比表面積減小。另外，合成溫度對產(chǎn)物的組成也有較大的影響，溫度控制不當會產(chǎn)生晶相雜質(zhì)。在30

3、0℃預處理可以抑制晶相雜質(zhì)的產(chǎn)生，細化顆粒尺寸。 以醋酸鹽為原料采用檸檬酸絡合法可在450℃合成LiMn2O4及其摻雜化合物，實現(xiàn)了LiMn2O4的低溫合成，并具有摻雜元素分布均勻，化學計量比容易控制等優(yōu)點。 LiMn2O4正極活性材料在充放電循環(huán)過程中，初始容量較高，但結構穩(wěn)定性差，容易發(fā)生相變，使Li+離子的脫、嵌過程變成不可逆，導致容量衰減嚴重。 在LiMn2O4中摻雜少量Cr3+或Ni2+離子后，可穩(wěn)定其