納米結(jié)構(gòu)尖晶石錳酸鋰的合成與表征.pdf

1、用尖晶石錳酸鋰(LiMn<,2>O<,4>)做為正極材料,以其具有三維隧道結(jié)構(gòu)、較好的嵌入脫出性能、放電電壓高、充電安全且錳資源豐富、成本低廉、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),已成為取代商品化的LiCoO<,2>的首選材料,也是最有前景的鋰離子電池正極材料.采用諸如水熱法,Sol-Gel法等軟化學(xué)法得到的尖晶石LiMn2O4產(chǎn)物組分均勻,顆粒小且分布均勻、罕有團(tuán)聚現(xiàn)象.所以許多科研小組把注意力放在軟化學(xué)法上并取得了一定的成果.該文以CTAMnO<,4>為

2、前驅(qū)物,采用高價(jià)錳還原的形式與LiOH低溫水熱反應(yīng),在70℃~190℃溫度區(qū)間成功制備出了分別具有納米顆粒形貌和具有球形納米結(jié)構(gòu)形貌的純相尖晶石LiMn<,2>O<,4>.據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研可知,這是首次以最低70℃的條件下水熱合成純相尖晶石LiMn<,2>O<,4>.合成的納米顆粒尺寸在~15nm且均勻,750℃培燒5h后顆粒變大但仍是均勻的納米級(jí)顆粒;球形納米結(jié)構(gòu)是由眾多一級(jí)納米顆粒構(gòu)成,球的尺寸大小為200nm左右.在合成過(guò)程中,合成時(shí)間

3、與合成溫度都對(duì)納米結(jié)構(gòu)的形成有著重要的影響.合成時(shí)間越長(zhǎng)、溫度越高越不利于納米結(jié)構(gòu)的形成.合成溫度一般控制在130℃以下.制備的納米結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性良好,以90℃水熱合成的樣品為例,在500℃下培燒5h后,納米結(jié)構(gòu)基本上沒(méi)有被破壞.合成時(shí)間及合成溫度對(duì)納米結(jié)構(gòu)的破壞與培燒對(duì)納米結(jié)構(gòu)的破壞有著不同的過(guò)程.經(jīng)電化學(xué)性能測(cè)試顯示,采用具有納米結(jié)構(gòu)的樣品組裝的電池循環(huán)性良好.以130℃水熱合成并在300℃培燒5h后的樣品為例,經(jīng)過(guò)50次以C/2倍率