锰尖晶石
晶石种类
相比较层状化合物LiCoO和LiNiO而言,尖晶石LiMnO以它价格上和环境保护方面的优势成为锂离子电池阴极材料中最具发展潜力的一种。但是,尖晶石LiMnO在电池的充放电循环容量损失归结为有机电解液的分解和Jahn-Teller效应导致的结构破坏。
简介
目前人们试图通过修饰尖晶石LiMnO材料的成分,把材料中Mn的平均氧化态保持在略低于3.5,从而抑Jahn-Teller扭曲以减速小对尖晶石结构的破坏。其中一个修饰的方法即掺杂一些过渡金属离子,如Co,Cr,Ni,Fe和Ti等离子来取代材料中的部分Mn。该文首先采用传统的固相方法合成了标准尖晶石LiMnO,并用电化学方法(恒流充放电、库仑滴定、循环伏安、交流阴抗法等)和XRD、X 、SEM等分析手段研究了其热力学性质、充放电性能和循环性能及其机理。制备了用不同价态的几种金属阳离子(Ni、Cr、v、Mo)修饰的四元尖晶石LiMMnO嵌入化合物作为锂二次电池的阴极材料,对Li/LiMMnO电池进行了电化学和x射线衍射研究。在该文的工作中,研究不还通过低温sol-gel方法成功地制备了一种新型的3V尖晶石材料一铬修饰后的LiO-yMnO(y=4)阳离子缺陷尖晶石相,对其结构和电化学性质作了初步研究。 关键字:锂锰尖晶石,阴极材料,锂离子电池,掺杂,过渡金属离子 。
正尖晶石
廉价、无毒,且具有较大的电化学容量,被认为是取代昂贵、有毒性的LiCoO_2的锂离子电池正极最佳候选材料之一。LiMn_2O_4的容量衰减问题是制约其商业化的瓶颈。离子掺杂能有效改善LiMn_2O_4的电化学性能。本文在综述了国内外锂离子电池LiMn_2O_4正极材料的研究进展的基础上,以Li_2CO_3与EMD为主要原料通过固相反应法制备了Mg/F掺杂锂锰氧尖晶石,并将其应用于动力聚合物锂离子电池(PLIB),同时结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段,研究了它们的结构、电化学性能及两者之间的关系。 研究发现,750℃保温20h能制备出具有均一立方结构和大小颗粒相错堆积而有利于导电剂乙炔黑在活性料颗粒间搭桥的微观组织特征的锂锰氧尖晶石。 电化学测试结果显示,Mg掺杂LiMn_2O_4尖晶石具有良好的循环特性。0.5C充放电倍率下,LiMn_(1.92)Mg(0.08)O_4首次放电容量约90mAh/g(vs.Lj),较LiMn_2O_4的102mAh/g低,但循环性能显著提高:300次循环后,容量不发生可察觉衰减。
参考资料
最新修订时间:2023-05-16 17:48
目录
概述
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