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尖晶石型锰酸锂具有无毒、能量密度高等特点,是下一代锂离子电池最有前途的正极材料之一。但在充放电循环过程中,由于锰的溶解、电解液分解以及Jahn-Teller效应等原因,尖晶石形锰酸锂的比容量衰减较快。本文分别采用了燃烧法和分段烧结固相法制备尖晶石型锰酸锂。用燃烧法制备材料时采用硝酸锰(50%wt水溶液)、硝酸锂和尿素为原料,并探讨了升温方式、尿素的添加量、硝酸锂添加量及用碳酸锰取代部分反应物硝酸锰对所制备材料性能的影响。用分段烧结固相法制备尖晶石型锰酸锂时采用碳酸锂、电解二氧化锰和碳酸氢铵为原料,并探讨了工艺条件(烧结温度、反应物摩尔配比、烧结时间等)、掺杂CoSO4、NiSO4、Cr2O3、CrO3对材料性能的影响。本论文利用X射线仪对所制备材料的结构进行了表征。经测试,两种方法制备的材料均是尖晶石型锰酸锂。将所得尖晶石型锰酸锂制成正极,在氩气保护手套箱中装配成实验室测试用两电极电池,用武汉力兴PCBT-32D-B型电池程控测试仪测试两电极电池的恒电流充放电特征;在两电极体系的基础上引入锂条作为参比电极装配成三电极体系,用LK98BII型微机电化学分析系统测试三电极电池的循环伏安特性。通过以上测试,达到研究和优化锰酸锂的制备工艺的目的。通过本文的工作,寻找到了制备尖晶石型锰酸锂的部分优化工艺参数,并且得出了一些有意义的实验结果。本文发现:用燃烧法制备尖晶石型锰酸锂材料时,LiNO3:Mn(NO3)2:CO(NH2)2(摩尔比)为1.1:2:3、低温段烧结时采用直接在600℃下烧结、高温段在800℃烧结10h时材料性能较好;出于经济和环保角度的考虑,可以用MnCO3部分取代Mn(NO3)2。用分段烧结固相法制备尖晶石型锰酸锂材料时,低温段烧结温度为650℃、Li2CO3:MnO2:NH4HCO3(摩尔比)为1:4:2时材料的性能较好;在制备尖晶石型锰酸锂的过程中掺杂适量的CoSO4、NiSO4、Cr2O3、CrO3可以在一定程度上提高材料的放电质量比容量和改善材料的循环性能。这是因为掺杂离子与锰酸锂中16d位锰比较而言:键能较大、离子半径和八面体择位能相近,故可以顺利地取代部分16d位的锰,达到了稳定尖晶石结构的目的。并且当Li2CO3:MnO2: CoSO4(NiSO4): NH4HCO3为1.02:4:0.02:2.02、Li2CO3:MnO2: Cr2O3 (CrO3): NH4HCO3为1.02:4:0.04:2.04时所得的材料在各掺杂系列中性能是最好的。本文为进一步对锂离子电池正极材料尖晶石型锰酸锂的性能改进奠定了一定的基础。