球形摻雜富鋰型錳酸鋰的制備及性能研究.pdf

1、目前市售的鋰離子電池正極材料主要采用層狀LiC002。由于鈷資源的短缺、LiCoO2材料在大電流充放電和高溫環(huán)境使用的不安全等因素，研究開發(fā)新一代高性能正極材料成為一項(xiàng)重要課題。尖晶石型LiMn204材料具有原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，特別是因?yàn)槌浞烹婋妷焊?、循環(huán)性能好、比容量較高和使用安全等優(yōu)良的電化學(xué)性能，該材料已成為鋰離子電池正極材料研究的重點(diǎn)。但該材料存在高溫容量衰減快、高溫性能不理想等缺點(diǎn)。為了改善其性能，本文通

2、過改進(jìn)該材料的合成方法，制備出性能優(yōu)異的鈷和鑭摻雜富鋰型球形錳酸鋰材料，并對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、表面形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　 本論文首先采用控制結(jié)晶法制備了球形碳酸鹽型前軀體材料，經(jīng)過對(duì)比研究得出最優(yōu)化的制備工藝：沉淀劑為NH4HC03:反應(yīng)物濃度分別為：鹽溶液=2mol/L，NH4C03=2mo/L，；加入方式為采用蠕動(dòng)泵并加；反應(yīng)時(shí)間為4h，攪拌強(qiáng)度為300r/min，陳化時(shí)間為lh，反應(yīng)體系溫度為15℃。在該最佳工藝條件

3、下制備的球形前軀體的振實(shí)密度可達(dá)1.8g/cm3。同時(shí)，在該條件下制備的前軀體球形度好、晶體結(jié)構(gòu)致密、粒徑分布均勻。
　　 以上述制備的球形碳酸鹽為前軀體制備得到了Co和La摻雜的球形富鋰型錳酸鋰材料。在700℃-850℃的焙燒溫度范圍內(nèi)，隨著焙燒溫度升高，X射線衍射（XRD）結(jié)果表明，合成材料為單相，材料結(jié)晶度上升；掃描電鏡(SEM)結(jié)果表明，材料粒徑增大，比表面減小。鈷和鑭共摻雜的富鋰型錳酸鋰材料具有較小的極化電阻，在800