層狀-尖晶石錳基固溶體正極材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著能源問題和環(huán)境問題的日益嚴重，鋰離子電池越來越受到人們關注。從最初的鎘鎳電池到如今已經(jīng)相當普及的鋰離子電池，無不是朝著更高容量、更快充電速度、更安全環(huán)保的方向發(fā)展。富鋰錳基正極材料以其較高的比容量得到了研究者的青睞，但其首次不可逆容量較高、倍率性能較差，這些性能上的缺陷嚴重阻礙了富鋰錳基材料走上商業(yè)化的道路。
　　為了改善富鋰錳基材料面臨的性能缺陷，本課題提出了一種新型的無鈷富鋰錳基層狀-尖晶石正極材料。通過制備納米尺寸的材料

2、使容量進一步提升；并且在保持富鋰錳基材料優(yōu)異性能的同時，通過引入尖晶石結(jié)構(gòu)材料提升倍率性能；此外，該材料摒棄了傳統(tǒng)材料所含有的鈷、鎳元素，對成本的控制和對環(huán)境的影響起到了非常積極的作用。所得材料在0.1C倍率下放電比容量能達到232.2mA·h/g，5C倍率下實驗組放電比容量為131.4mA·h/g，通過與傳統(tǒng)共沉積法制備的材料相比，低倍率下放電比容量提高50.7mA·h/g，高倍率下放電比容量提升73.7mA·h/g。
　　本課

3、題研究了實驗條件對新型材料性能的影響，得到最優(yōu)實驗參數(shù)。在前驅(qū)體合成中，研究加熱溫度和保溫時間對性能的影響，通過對比發(fā)現(xiàn)加熱溫度為200℃、保溫時間為20h為最佳前驅(qū)體合成參數(shù)。在煅燒過程中，研究煅燒溫度和煅燒時間對性能的影響，發(fā)現(xiàn)煅燒溫度為600℃、煅燒時間為10h為最佳煅燒參數(shù)。尖晶石結(jié)構(gòu)物質(zhì)含量對材料的性能也有重要影響，發(fā)現(xiàn)層狀材料Li2MnO3與尖晶石材料LiMn2O4之比7:3時，倍率性能提升最佳。最佳實驗條件下得到的材料在低