熔鹽法制備鋰離子電池正極材料LiMn-,2-O-,4-和LiNi-,1-3-Co-,1-3-Mn-,1-3-O-,2-.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會科技的高速發(fā)展，能源與環(huán)境問題日益突出，人們對電池的性能也提出了更高的要求，鋰離子電池性能的提高關(guān)鍵在于其正極材料性能的改善，而制備方法對鋰離子電池正極材料的性能有很大的影響，因?yàn)椴牧系牧６?、形貌、結(jié)晶性和晶格缺陷等隨合成方法的不同有顯著差異，這些性質(zhì)對材料在充放電過程中Li+離子的嵌入和脫出起決定性的作用。熔鹽法因?yàn)榫邆浞磻?yīng)速度快、適用性強(qiáng)、生成物可以定量控制、產(chǎn)品均勻性高等諸多優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于粉體材料的合成，本論文采用熔鹽

2、法制備了鋰離子電池正極材料LiMn2O4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 采用熔鹽法制備了LiMn2O4正極材料，并對制備過程中的熔鹽種類、熔鹽用量、焙燒溫度和焙燒時間等因素對合成材料形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響進(jìn)行了分析，SEM、XRD和充放電測試等分析結(jié)果表明：在采用KCl做熔鹽，熔鹽(MS)的用量為nMS/nLi+=4，800℃焙燒4h的條件下制備的LiMn2O4正極材料具有較好的物理和電化學(xué)性能。 在上

3、述工藝條件下制備的LiMn2O4材料，具有完整的尖晶石結(jié)構(gòu)；樣品的粒徑分布范圍小，平均粒徑為幾百納米；在電壓范圍3.3-4.3V，充放電電流60mA·g-1(0.5C)的充放電條件下，首次放電比容量為122.5mAh·g-1，循環(huán)性能優(yōu)良，在最初的50次0.5C充放電循環(huán)后，容量保持率為95％，后續(xù)50次1C循環(huán)后，比容量保持率在96％左右，倍率性能優(yōu)異，8C放電時，由熔鹽法制備的樣品的容量為1C放電容量的93％以上，高溫(55℃)性能

4、良好，0.5C循環(huán)50次后，其容量保留率約為初始容量的91.2％。 論文進(jìn)行了熔鹽法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料的研究，并對鋰源、熔鹽種類、配鋰量、焙燒溫度和焙燒時間等因素對合成材料晶型結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響進(jìn)行了分析，SEM、XRD和充放電測試等分析結(jié)果表明：在采用Li2CO3做鋰源，用KCl做熔鹽，熔鹽(MS)的用量為nMS/nLi+=4，配鋰量為Li/Me=1.05:1，900℃焙燒8h的實(shí)驗(yàn)條件下，

5、可制備出結(jié)晶度完善，大小均勻，粒徑1微米左右，具有較好的晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的材料。樣品層狀結(jié)構(gòu)發(fā)育完善，1C倍率，電壓區(qū)間為3-4.4V下，材料的首次放電比容量140.9mAh·g-1，50次循環(huán)之后容量保持率約為94.0％。 論文研究結(jié)果表明，熔鹽種類對合成產(chǎn)物的影響主要體現(xiàn)在熔鹽粘度、熔鹽陽離子半徑以及熔鹽離子強(qiáng)度等幾個方面。采用熔鹽法合成鋰離子電池正極材料粉體，不僅操作簡便、合成周期短，而且合成溫度亦較其它合成方法低。在