溶劑熱法可控制備高性能LiMnPO4正極材料.pdf

1、橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸錳鋰(LiMnPO4)正極材料由于具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全無毒、高工作電壓以及材料來源廣泛等特點(diǎn)受到人們廣泛的關(guān)注。但由于材料一維鋰離子擴(kuò)散通道、較低電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率以及由Mn3+離子的John-Teller效應(yīng)，導(dǎo)致了LiMnPO4的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能較差。
　　本文首先利用基于乙二醇的溶劑熱法制備了LiFePO4納米顆粒并確定了影響制備過程的關(guān)鍵參數(shù)，發(fā)現(xiàn)原料比例和原料混合順序直接決定了溶劑熱反應(yīng)產(chǎn)物的形貌

2、特征，并制備了不同形貌的LiFePO4納米顆粒。
　　在此基礎(chǔ)上，本文使用溶劑熱法制備了多種LiMnPO4納米顆粒。研究發(fā)現(xiàn)，降低原料中的LiOH的含量或者增加H3PO4的比例，將會使LiMnPO4從梭子狀形貌轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的片狀形貌，同時(shí)造成LiMnPO4納米顆粒晶體取向的改變。研究表明，H+是不同原料比例對溶劑熱過程產(chǎn)生影響的本質(zhì)原因。通過改變H+濃度可以制備獲得的不同形貌LiMnPO4顆粒。
　　本文發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原料中LiOH

3、、H3PO4和MnSO4比例為3∶1.1∶1且采用Li-P-Mn的混合順序時(shí)，在180℃下反應(yīng)10h后，所制備LiMnPO4具有最好的電化學(xué)性能。在0.05、1、5、10C的電流下，其放電容量分別為163.2、143.8、122.5和108.2 mAh g-1。經(jīng)過100圈循環(huán)后，其容量保持率達(dá)到了87.9％。
　　本文研究了溶劑熱法制備的LiMnPO4不同樣品的形貌演化過程及其對電化學(xué)性能的影響規(guī)律。本文確認(rèn)了在制備時(shí)原料中H3