LiMn-,2-O-,4-的制備及電化學性能研究.pdf

1、本文以醋酸鋰和醋酸錳為原料，采用檸檬酸絡合法制備了正尖晶石結構LiMn<，2>O<，4>。用差熱一熱重分析研究了前驅體的熱分解行為；用X射線衍射分析研究了合成溫度、成分對產物純度、結構的影響；從理論上分析了不同條件下，LiMn<，2>O<，4>中原子占位情況及原子占位混亂度Y對X射線衍射峰強度的影響；用電感耦合等離子發(fā)射光譜分析了錳離子的平均化合價；用掃描電鏡觀察了合成產物的微觀形貌；研究了充放電電壓和原子占位混亂度對正極材料充放電性能

2、的影響規(guī)律和作用機理；研究了富鋰尖晶石Li4MnsOl：的電化學性能；探討了LiMn<，2>O<，4>的容量衰減機理。試驗結果表明： 用醋酸鋰和醋酸錳為原料，采用檸檬酸絡合法制備的前驅體在加熱過程中，分解溫度區(qū)間大，重量損失速率慢，反應平穩(wěn)，有利于產物質量的控制；用醋酸鋰和醋酸錳為原料，采用檸檬酸絡合法制備的前驅體可在450-750℃的溫度區(qū)間內合成純度較高的尖晶石結構LiMn<，2>O<，4>。且隨著合成溫度的升高，LiMn

3、<，2>O<，4>的晶格常數和顆粒尺寸增大，純度變化不明顯，且均在90％以上，具有較好的質量穩(wěn)定性；合成溫度對LiMn<，2>O<，4>中的原子占位混亂度有影響，隨著合成溫度的升高，反尖晶石型混亂度降低，而16c型混亂度升高。將鋰和錳按1：1的摩爾比進行配料，采用同樣的合成方法可獲得富鋰尖晶石Li<,4>Mn<，5>O<,12>,其結構式可以表達為[Li]<,8a>，Mn<,l.67>Li<,33>]<,16d>O<，4>。LiMn<,

4、2>O<,4>,正極在2.4～3.4V充放電時，隨著循環(huán)次數的增加，放電容量呈波動性變化，并且有緩慢增加的趨勢。在充放電循環(huán)過程中，LiMn<，2>O<，4>的混亂度降低，結構趨于完整，晶格常數增大；LiMn<,2>O<，4>正極在2.4～4.3V充放電時，初始放電容量較高，但循環(huán)性能較差，容量衰減速率快。在充放電循環(huán)過程中，尖晶石LiMn<，2>O<,4>的結構逐漸由面心立方點陣向體心四方點陣變化，其軸比c/a為1.642，點陣常數α