鋰離子電池正極材料尖晶石LiMn-,2-O-,4-材料的改性研究.pdf

1、尖晶石LiMn<,2>O<,4>材料在充放電循環(huán)過程中由于錳元素的溶解、晶格發(fā)生Jahn-Teller變形和電解液的氧化分解,使得容量衰減較快,至今未能商業(yè)化.該文以摻雜F和Co元素的方式改善材料性能.摻雜LiMn<,2>O<,4>材料采用溶膠-凝膠-絡(luò)合法合成,以檸檬酸為絡(luò)合劑,首先形成了檸檬酸前驅(qū)體,再干燥除水,并將前驅(qū)體在電阻爐中以300℃進行預(yù)處理,除去有機物,再將其粉末在不同溫度下焙燒形成所需材料.通過DSC、XRD、SEM、

2、EIS和充放電循環(huán)等手段對材料進行性能測試,比較了不同合成溫度、燒結(jié)時間和不同摻雜元素量等條件對材料性能的影響,優(yōu)選出提高材料性能的相關(guān)工藝參數(shù),DSC表明,采用溶膠-凝膠-絡(luò)合法制備的前驅(qū)體在1 5 0-400℃中有三個小的吸熱峰和一個大的放熱峰,這是前驅(qū)體中的水分、檸酸酸及其鹽和醋酸及其鹽在蒸發(fā)及分解,檸檬酸前驅(qū)體至少需在450℃以上才可能形成完整的尖晶石材料.SEM表明,600℃燒結(jié)的樣品顆粒小,隨著燒結(jié)溫度的升高,生成的晶體顆粒

3、增大.800℃燒結(jié)后的顆粒均勻,經(jīng)粒度分析得知其平均粒徑約4.90 μ m,且呈現(xiàn)較完整的尖晶石型;EDAX結(jié)果表明采用溶膠-凝膠-絡(luò)合法所制得材料中含有所需摻雜的F和Co元素.XRD表明,LCMOF材料屬于尖晶石型.從XRD的峰形得知,隨著溫度的升高,晶型越完整,在700~800℃左右才能生成完整的尖晶石型材料.XRD圖中的雜質(zhì)峰表明可能生成了Mn<,2>O<,3>或其它雜質(zhì).另外從XRD圖還得知晶型與F的摻雜量無關(guān),但晶格參數(shù)隨著溫