鋰離子電池層狀LiMnO-,2-正極材料的制備及其改性研究.pdf

1、本論文在詳細評述了鋰離子電池及其正極材料研究進展的基礎(chǔ)上，選取層狀LiMnO2為研究對象，對其制備、復合和摻雜改性進行了研究。 采用一步固相法，以葡萄糖為碳源，還原氛圍中成功地直接由LiOH、MnO2合成了o-LiMnO2及LiMnO2/Li2MnO3正極材料；以750℃下熱處理MnO2得到的Mn2O3為錳源，分別通過固相法和水熱法合成了o-LiMnO2正極材料；同時，采用Mg和Mo元素對LiMnO2材料進行摻雜。與以Mn2O3

2、為錳源合成o-LiMnO2相比，以葡萄糖為碳源合成o-LiMnO2的過程中無需對MnO2高溫預處理，大大簡化了合成工序，縮短了合成周期。 利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等手段對產(chǎn)物的物相和微觀形貌進行了表征；同時通過充放電測試和交流阻抗測試考察了所得樣品的電化學性能，利用非原位XRD圖譜分析了充放電過程中LiMnO2/Li2MnO3復合材料的物相變化。通過元素分析儀和等離子體原子發(fā)射

3、光譜儀分別對LiMnO2材料中的含碳量和復合材料中的Li/Mn比值進行了測定。 在大量的實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，我們獲得了原料配比、反應(yīng)溫度等條件對合成產(chǎn)物的性能影響。結(jié)果表明：合成o-LiMnO2樣品的優(yōu)化條件為Li:Mn:C摩爾比為5:4:2，750℃下焙燒12h；樣品具有較好的電化學性能，15次循環(huán)后，放電容量為122 mAh·g-1；同時，獲得的0.23Li2MnO3·0.77LiMnO2材料與o-LiMnO2的3V和4V平臺

4、不同，呈現(xiàn)出4.1V和2.5V的充放電平臺，充放電過程中存在部分向MnO2轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變對電化學性能有了很大的影響，出現(xiàn)了放電效率大于100％的現(xiàn)象；30次循環(huán)后復合材料的放電容量為218 mAh·g-1，明顯地改進了o-LiMnO2的充放電性能。 以Mn2O3為錳源水熱法得到的o-LiMnO2性能要優(yōu)于固相法結(jié)果；通過對合成的部分LiMnO2摻雜改性研究，結(jié)果顯示：摻Mg摩爾百分含量為10％時，20次循環(huán)后放電容量保持在86.