论文部分内容阅读
该文采用固相反应法来合成作为锂离子二交电池用的正极材料LiMn<,2>O<,4>和LiMn<,2-x>M<,x>O<,4>(M=Cr、Co、Ni);借助DTA实验确定了合成LiMn<,2>O<,4>的热处理温度范 围;采用火焰分光光度法及化学法分析了合成材料中的锂、锰含量;运用XRD、in-situ电化学XRD技术研究了合成材料中的微观结构及其在充、放电过程中的变化;通过恒电流充、放 电实验和粉末微电极循环伏安实验研究了LiMn<,2>O<,4>和LiMn<,2-x>M<,x>O<,4>材料的宏 观电化学性能.实验结果表明:1.采用固相反应法合成LiMn<,2>O<,4>时,其合成条件对产 物结构及电化学性能影响甚大,其中,合成温度是最重要的因素,而Mn/Li原子配比、保温 时间、原料粒度以及成型压强对电化学性能的影响也不容忽视.2.制备电极过程中,正极活性物质、导电剂(乙炔黑)和粘结剂(PTFE)三者之间的配比以及充、放电过程中充、放电电流强度的改变将不同程度地影响LiMn<,2>O<,4>电极的充、放电容量,实验结果表明:当电极 中粘结剂含量为5%,乙炔黑含量为10%,充、放电电流强度为15mA/g时可以获得较高的比 容量.3.尖晶石型锂锰氧材料在过度充电时,将导致晶格收缩幅度过大,产生新的立方相,部分Li<,x>Mn<,2>O<,4>的可逆性结构遭到破坏,使充、放电效率和可塑性程度下降;而在 低于3V平台深度放电后将引发Jahn-Teller效应,部分立方相结构转变为稳定的四方相后将 无法回复原状.4.LiMn<,2-x>M<,x>O<,4>的宏观电化学性能与掺入的元素及其化合物的种类以及掺入量有关,LiMn<,2>O<,4>在掺入Cr、Co、Ni等杂质原子后,晶胞常数a减小,尖晶石骨架稳定性提高,循环性能得到改善,充、放电实验结果表明,杂质原子掺入量以5%左右 为宜.