尖晶石錳酸鋰及其化合物的表面修飾.pdf

1、隨著資源和環(huán)境危機(jī)的加劇，鋰離子電池正極材料受到了更廣泛的關(guān)注，越來越多的研究人員也致力于正極材料的合成和改進(jìn)?？偟膩碚f，正極材料的改進(jìn)主要從兩個(gè)方面著手:一是化學(xué)方法，通過摻雜或表面包覆等手段減小材料和電解液的直接接觸面積，從而改善電極的放電比容量、倍率性能和循環(huán)性能，尤其是高溫循環(huán)性能;二是物理方法制備混合電極，利用不同種類正極材料的協(xié)同作用穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改善電極電化學(xué)性能、結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性的目的。本文主要圍繞尖晶石LiNi0

2、.5Mn1.5O4和LiMn2O4兩種材料進(jìn)行改性，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　第一章:根據(jù)材料中金屬種類的不同對(duì)電池正極材料進(jìn)行了分類，重點(diǎn)介紹了文章中主要涉及到的三種材料（LiNi0.5Mn1.5O4、LiMn2O4和LiNiO2）的合成方法、結(jié)構(gòu)特征、容量衰減因素和存在的問題，并對(duì)三種材料的包覆、摻雜和物理混合等改性研究進(jìn)行了歸納總結(jié)。
　　第二章:采用二次干燥共沉淀法合成尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4，并通過

3、溶膠-凝膠法對(duì)其進(jìn)行表面包覆改性，制備出LiNi0.5Mn1.5O4表面存在均勻LiCoPO4包覆層的正極材料。提出了采用工作電壓與本體材料接近的活性電池材料作為包覆物質(zhì)的概念，通過XRD、SEM、TEM、交流阻抗測(cè)試等手段對(duì)材料進(jìn)行了表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究表明，2wt％LiCoPO4包覆層的存在，明顯地改善了電池材料的電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。
　　第三章:在前一章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上改變包覆方法，在前驅(qū)體表面包覆Co3(PO4)2，然后與

4、LiOH·H2O混合，經(jīng)過一步燒結(jié)制備出LiCoPO4包覆的LiNi0.5Mn1.5O4，透射電鏡結(jié)果證明了包覆層的存在，而藍(lán)電測(cè)試結(jié)果表明材料經(jīng)包覆改性后性能得到了提高。
　　第四章:采用溶膠-凝膠法分別制備了層狀結(jié)構(gòu)的LiNiO2和尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4，按照質(zhì)量比為1∶9的比例混合制備混合電極。利用XRD等手段證明了電池材料的成功制備，并對(duì)混合、單一電極分別進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明，與單一LiMn2O4電極相比，混