Li2Mn4O9電極以其F摻雜粉體的水熱、溶膠凝膠制備及性能研究.pdf

1、由于具有耐過充性好、安全性好，錳資源豐富、價格便宜以及無毒無污染等優(yōu)點，Li2Mn4O9被認為是最具有發(fā)展前景的鋰離子電池正極材料之一。本論文以雞蛋清作為螯合劑和pH調(diào)節(jié)劑，通過溶膠凝膠法制備了尖晶石型Li2Mn4O9粉體及摻雜F的Li2Mn4O9-xFx粉體，同時通過水熱前驅(qū)體法制備了Li2Mn4O9納米棒。在Sol-gel制備Li2Mn4O9工藝中，詳細探究了燒結(jié)溫度和雞蛋清用量對粉體晶相結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。在Sol-ge

2、l制備F摻雜Li2Mn4O9粉體工藝中，著重探討了摻F量對粉體晶相結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響。在水熱前驅(qū)體法制備Li2Mn4O9納米棒研究中，主要討論了燒結(jié)溫度對其微結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。
　　通過TG-DTA、FI-IR、XRD、SEM、Charge-discharge、CV以及EIS等分析手段對制備的樣品進行表征，獲得如下主要結(jié)果:
　　1.在Sol-gel制備F摻雜Li2Mn4O9粉體工藝中，燒結(jié)溫度和雞蛋清用量對

3、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能均有影響。采用此工藝制備Li2Mn4O9粉體的適宜燒結(jié)溫度為400℃、適宜雞蛋清用量為0.1ml，此條件下得到的產(chǎn)品表現(xiàn)出較好的尖晶石結(jié)構(gòu)及形貌，其電化學(xué)性能也很好。首次放電容量為125.9mAh/g，20次循環(huán)以后仍能保持初始容量的83.3％。
　　2.采用溶膠凝膠法制備了不同摻氟量(x=0、0.05、0.10、0.30、0.50、0.70、1.00)的Li2MmO9-xFx粉體，結(jié)果表明:
　　

4、①F-的摻入量對制備Li2Mn4O9-xFx正極材料結(jié)構(gòu)和形貌有影響;
　?、贔-的摻入量對制備Li2Mn4O9-xFx正極材料的電化學(xué)性能有影響。少量的F-摻入會提高材料的電化學(xué)性能，反之過多的F-摻入會使其電化學(xué)性能降低，適宜的摻F-量為x=0.30。
　　3.采用水熱法制備了MnO2納米棒，并以此為前驅(qū)體，通過固相反應(yīng)在不同溫度(300℃-600℃)下分別制備了尖晶石型Li2Mn4O9納米棒。結(jié)果表明:燒結(jié)溫度對合成L