鋰離子電池正極材料錳酸鋰的制備及其性能研究.pdf

1、當前鋰離子電池使用的主流正極材料是鈷酸鋰LiCoO2，但是由于其容量利用率低、成本高，因此很難被大型鋰離子電池所采用。因此，資源豐富，價格低廉，并且對環(huán)境友好和安全性好的具有獨特三維隧道結構的錳酸鋰LiMn2O4正極材料引起了科研工作者的關注。但是該材料本身也存在著一定的缺點，主要問題是錳酸鋰LiMn2O4在循環(huán)過程中容量衰減嚴重和錳的溶解等。為了克服上述缺點，提高該材料的可逆容量和循環(huán)壽命，研究者從制備方法、摻雜改性和表面修飾對其進行

2、了改進。本論文主要研究的是對錳酸鋰的表面進行修飾來嘗試改善其電化學性能。
　　 在本論文中，首先采用溶膠．凝膠法在常溫條件下制備了純相的鋰離子正極材料錳酸鋰LiMn2O4，從XRD的測試結果可以清晰地觀察到該材料的特征峰與其標準的晶格衍射峰相匹配。從TEM圖中可得到所合成樣品的顆粒為不規(guī)則形狀，粒徑在150nm～400nm之間，分布較均勻，一般在200nm左右。
　　 用浸泡法將乙酰丙酮釩附著在LiMn2O4材料表面，熱

3、處理一定時間。XPS、EDS和XRD的研究結果表明，熱處理并未使釩進入LiMnO4骨架結構，乙酰丙酮釩已完全轉化成V2O5，并且包覆在LiMn2O4材料表面形成V2O5包覆層。包覆前后的EIS研究表明，表面包覆V2O5樣品的電阻較低，即包覆能明顯提高材料導電性。高溫(55℃)和室溫下電池性能測試結果可知，包覆使材料的倍率性能明顯增大，特別是在大倍率充放電下包覆材料仍有較高的放電比容量，其循環(huán)壽命也顯著延長，表明V2O5包覆可明顯改善用溶