LiMn2O4形貌和尺寸的可控制備及其與電性能的關(guān)系研究.pdf

1、鋰離子電池具有工作電壓高、比能量高、循環(huán)壽命長、安全性好等特點(diǎn)，是新型綠色環(huán)保的化學(xué)電源，廣泛應(yīng)用于移動設(shè)備和儲能裝置中。研究新型高性能電極材料是鋰離子電池發(fā)展的重要課題。其中，尖晶石型LiMn2O4材料具有廉價、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的鋰離子正極材料之一。一般認(rèn)為材料的尺寸和形貌是影響其電化學(xué)性能的重要因素，本論文對不同形貌，不同粒徑LiMn2O4的制備方法、電化學(xué)性能以及Li+擴(kuò)散行為進(jìn)行了研究。
　　 采

2、用碳酸鹽沉淀法制備了出不同形貌和粒徑的MnCO3前驅(qū)體，通過熔融浸漬法和程序升溫法制備了不同形貌和粒徑的LiMn2O4正極材料。經(jīng)XRD分析所制備的正極材料均屬于尖晶石立方晶系，晶體結(jié)構(gòu)完整。經(jīng)SEM分析正極材料具有規(guī)則的球形或者立方體形形貌，顆粒形貌保持完好。以不同形貌和粒徑的LiMn2O4作為正極材料，金屬鋰作為負(fù)極材料組裝成扣式2032電池，研究了正極材料的電化學(xué)性能。
　　 研究了不同形貌正極材料電化學(xué)性能，球形材料的性

3、能優(yōu)于立方體形材料。在3.50～4.30 V電壓范圍內(nèi)，球形材料在0.1 C下首次放電比容量為133.4 mAh/g，經(jīng)過50次循環(huán)后容量保持率為88.9％，5.0 C平均放電比容量達(dá)104.3 mAh/g。
　　 研究了不同粒徑球形正極材料電化學(xué)性能，中球材料性能最佳，中球材料次之，大球材料性能最差。在3.50～4.30 V電壓范圍內(nèi)，中球材料在0.1C下首次放電比容量為132.7 mAh/g，經(jīng)過50次循環(huán)后容量保持率為92

4、.9％，5C電流強(qiáng)度下平均放電容量能達(dá)到115.7mAh/g。
　　 研究了中空球形材料電化學(xué)性能，中空材料性能明顯優(yōu)于實(shí)心材料，其中氧化3min所得中空材料性能最佳。在3.50～4.30 V電壓范圍內(nèi)，氧化3min所得中空材料在0.1C下首次放電容量為132.9 mAh/g，經(jīng)過50次循環(huán)后容量保持率為94.1％，5C下放電容量達(dá)到116.5 mAh/g。
　　 采用恒電位間歇滴定技術(shù)(PITT)和容量間歇滴定技術(shù)(C