鋰離子電池正極材料Li2MnSiO4的合成與改性研究.pdf

1、本文對(duì)正交晶型Li2MnSiO4正極材料進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。介紹了液相回流法和溶膠凝膠法兩種材料合成方法，并分別探究了最佳合成工藝條件。在此基礎(chǔ)上，對(duì)Li2MnSiO4/C正極材料進(jìn)行了摻雜改性研究。
　　1.以CH3COOLi·2H2O、(CH3COO)2Mn·4H2O和TEOS為原料，檸檬酸和乙二醇為碳源，采用液相回流的方法，合成了Li2MnSiO4/C正極材料，同時(shí)研究了煅燒溫度和煅燒時(shí)間對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明：

2、在650℃煅燒12h，可以得到電化學(xué)性能優(yōu)良的Li2MnSiO4/C正極材料，0.1C和0.2C電流密度下首次放電比容量分別為104.84mA·h/g和103.49mA·h/g，20周循環(huán)后為46.33mA·h/g和36.29mA·h/g。
　　2.以CH3COOLi·2H2O、(CH3COO)2Mn·4H2O和納米SiO2為原料，檸檬酸和乙二醇為碳源，采用溶膠凝膠的方法，合成了Li2MnSiO4/C正極材料，并研究了溶膠體系pH

3、值，煅燒溫度和煅燒時(shí)間對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明：溶膠體系pH為6時(shí)制備出的前軀體預(yù)燒后，經(jīng)過600℃恒溫煅燒12h，可以得到電化學(xué)性能優(yōu)良的Li2MnSiO4/C正極材料，0.1C和0.2C電流密度下首次放電比容量分別為122.26mA·h/g和106.64mA·h/g，20周循環(huán)后為34.42mA·h/g和33.98mA·h/g。
　　3.利用液相回流方法，對(duì)Li2MnSiO4/C正極材料進(jìn)行Mg2+、Fe2+和富鋰的摻

4、雜改性研究。實(shí)驗(yàn)表明：三種離子的摻雜均可以顯著影響材料的電化學(xué)性能。在0.1C和0.2C的電流密度下，Li2Mn0.90Mg0.10SiO4/C正極材料首次放電比容量分別為162.67mA·h/g和134.23mA·h/g，20周循環(huán)后為69.76mA·h/g和65.63mA·h/g；Li2Mn0.90Fe0.10SiO4/C正極材料首次放電比容量分別為138.05mA·h/g和118.06mA·h/g，20周循環(huán)后為56.11mA·h

5、/g和53.38mA·h/g；Li2.05MnSiO4/C正極材料首次放電比容量分別為119.17mA·h/g和112.08mA·h/g，循環(huán)20周后為46.92mA·h/g和46.48mA·h/g。
　　4.利用溶膠凝膠方法，對(duì)Li2MnSiO4/C正極材料進(jìn)行Ni2+、Cu2+摻雜改性研究。實(shí)驗(yàn)表明：兩種離子的摻雜對(duì)材料的電化學(xué)性能有一定的影響。在0.1C和0.2C的電流密度下，Li2Mn0.96Cu0.04SiO4/C正極材