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LiMPO4以其来源丰富、价格低廉、无毒,且具有较高的理论容量(170mAh/g)、优良的循环性能和良好的热稳定性等特点而引起人们极大的关注,至今已成为动力电池的首选正极材料。在LiMPO4家族中,LiMnPO4相对于Li+/Li的电极电势为4.1V,它的理论能量密度(697 Wh/kg=170 mAh/gx4.1 V)是LiFePO4(578 Wh/kg=170 mAh/g×3.4 V)的1.2倍,但是,与LiFePO4相比较,LiMnPO4的电导率和离子迁移率都较低从而使得其难以获得高效的电化学活性。此外,还存在一些重要的速率限制因素,例如三价锰的杨—泰勒效应。近年来,人们做了大量的工作来提高LiMnPO4的性能。
本研究从以下两个方面对LiMnPO4进行了探索研究。
1.水热/溶剂热法合成纳.微结构的LiMnPO4
研究了水热前期工艺中水热时间、温度设置等合成条件对的LiMnPO4粉体物理化性能的影响,然后进一步研究了表面活性剂、钠盐以及溶剂对LiMnPO4形貌的影响,其中着重介绍了不同质量的Na4P2O7·10H2O对LiMnPO4形貌的影响,当Na4P2O7·10H2O达到一定量时,可以得到分散性的LiMnPO4纳米四方片。
2.对水热合成的纳米四方片LiMnPO4进行改性研究
以维生素C作碳源,对纳米四方片LiMnPO4进行碳包覆,获得了LiMnPO4/C的复合材料,该种复合材料表现出良好的电化学性能,在0.1C下其首次放电容量达125.5mAh/g,循环50次后仍能保持其初始容量的80%以上;以硝酸银为银源,在室温下获得了LiMnPO4/Ag的复合材料,该材料的电化学性能还在进一步探索中。