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锂离子电池正极资料LiMnO的分化及其电化学功用研

来源:原创 编辑:admin 时间:2020-03-14
导读:层状LiMnO2具有成本低、污染小、实际容量高(285 mAh,g-1,接近尖晶石相LiMn2O4实际容量148 mAh.g-1的2倍),是一种有开展潜力的锂离子电池正极资料。但该电极资料在电化学轮回过程当中,随

  层状LiMnO2具有成本低、污染小、实际容量高(285 mAh,g-1,接近尖晶石相LiMn2O4实际容量148 mAh.g-1的2倍),是一种有开展潜力的锂离子电池正极资料。但该电极资料在电化学轮回过程当中,随着锂离子的脱出与嵌入都邑爆发向四方尖晶石相Li2Mn204和立方尖晶石相LixMn2O4的不成逆改变,从而惹起容量衰减。因此,本论文主要经过研究新的分化方法、应用元素搀杂及资料外表包覆的技巧门路来改良LiMnO2正极资料的电化学功用。

  在资料分化方法寻找方面。文中提出了一种分化o-LiMnO2化合物的熔盐浸渍法。该方法具有分化工艺复杂,分化温度低,反应时间短和成本高等特色。用熔盐浸渍法分化正交结构的LiMnO2。电化学测试标明,固然资料的初始放电容量只要43.2 mAh.g-1,但经过50次轮回后放电容量仍能保持在157.8 mAh·g-1。同时,论文采取水热法分化了正交结构的LiMnO2正极资料,分化的资料晶粒尺寸在100~200 nm,资料的初始放电容量为73.1 mAh·g-1,轮回50周后放电容量为134 mAh·g-1。论文还采取氧化恢复硬化学分化法,以层状Mn(OH)2作为反应先驱体,以KMnO4作为氧化剂,以LiOH作为锂源供给插层反应动力并同时控制氧化反应进度,在安然平静条件下,用氧化恢复分化出纳米级正交结构LiMnO2正极资料。该资料首次充电容量为243 mAh·g-1,放电容量为216.2 mAh·g-1,40周轮回后放电容量为128.5 mAh·g-1。

  在正交结构资料的搀杂和外表包覆研究方面。论文采取水热法分化了单一元素搀杂的正交结构LiMxMn1-xO2(M=Mg、Zn、Y、In和Zr)和LiMnO2-zSz(0.01

  在单斜层状结构资料的分化及其氟搀杂研究方面。论文经过两步高温固相反应和联合水热离子交换法分化出了纯相单斜层状LiMnO2(m-LiMnO2)化合物。FTIR结果显示m-LiMnO2的伸缩曲折振动接收峰位于530 cm-1处,XPS显示m-LiMnO2中锰的价态为+3价。电化学研究结果标明,未搀杂m-LiMnO2在第1周充放电完毕后,即向尖晶石结构相LiMn2O4转化。同时研究了搀杂F-后资料的电化学功用。研究结果还标明,F-进入到了m-LiMnO2的晶格中,且搀杂后的化合物相干于未搀杂资料而言,有更好的轮回功用。固然资料在电化学过程当中向尖晶石相改变,但在m-LiMnO2中掺入过量的氟可以提高资料的电化学功用。

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