納米結構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構、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、無污染等優(yōu)點,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、罕有團聚現(xiàn)象.所以許多科研小組把注意力放在軟化學法上并取得了一定的成果.該文以CTAMnO<,4>為

2、前驅物,采用高價錳還原的形式與LiOH低溫水熱反應,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構形貌的純相尖晶石LiMn<,2>O<,4>.據(jù)文獻調研可知,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顆粒;球形納米結構是由眾多一級納米顆粒構成,球的尺寸大小為200nm左右.在合成過程中,合成時間

3、與合成溫度都對納米結構的形成有著重要的影響.合成時間越長、溫度越高越不利于納米結構的形成.合成溫度一般控制在130℃以下.制備的納米結構熱穩(wěn)定性良好,以90℃水熱合成的樣品為例,在500℃下培燒5h后,納米結構基本上沒有被破壞.合成時間及合成溫度對納米結構的破壞與培燒對納米結構的破壞有著不同的過程.經(jīng)電化學性能測試顯示,采用具有納米結構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50次以C/2倍率