鋰離子電池正極材料尖晶石型錳酸鋰的合成及性能研究.pdf

1、分類號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：學(xué)號(hào)：廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)118452111102049鋰離子電池正極材料尖晶石型錳酸鋰的合成及性能研究熊俊俏指導(dǎo)教師姓名、職稱：專業(yè)或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：n絲豳唑摘要摘要尖晶石型LiMn204材料與其他正極材料相比，具有原料資源豐富、可靠的安全性、較低的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為目前最具有市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Φ恼龢O材料之一。但同時(shí)存在容量衰減快、循環(huán)性能差等缺點(diǎn)，制約其發(fā)展，這也是目

2、前需要解決的問(wèn)題。本文將針對(duì)這問(wèn)題以尖晶石型LiMn204材料為研究對(duì)象進(jìn)行考察。通過(guò)高溫固相法和高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法合成尖晶石型LiMn20。材料，在制備工藝方面對(duì)材料進(jìn)行性能改善，最后還對(duì)材料進(jìn)行了改性研究。通過(guò)XRD、SEM、TEM、TG—DTA等材料表征方法分析，采用恒電流充放電測(cè)試、循環(huán)伏安等各種電化學(xué)性能測(cè)試。首先研究了球磨、煅燒溫度、燒結(jié)時(shí)間對(duì)高溫固相法合成的LiMn204材料的物理與電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)球磨處理、

3、煅燒溫度為800。C、燒結(jié)16小時(shí)為最佳工藝條件。合成出的LiMn204材料樣品在0IC、03C、05C、1C、5C倍率下的庫(kù)倫效率都在90％以上。在不同倍率循環(huán)放電情況下，表現(xiàn)出了較好的倍率性能。500次循環(huán)之后的容量保持率在3C、5C倍率下分別為703％和587％，容量衰減率比較大，循環(huán)性能還有待進(jìn)一步通過(guò)制備工藝與材料改性等方法來(lái)進(jìn)行改善。然后分別研究了單體與交聯(lián)劑的不同比例、引發(fā)劑用量對(duì)高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法制備LiMn204材料的晶

4、體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。通過(guò)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)AMMBAM=6：1、引發(fā)劑用量為2％時(shí)，為最佳制各工藝條件。其制備出的納米級(jí)LiMn204材料具備很好的循環(huán)性能和倍率性能。在03C和lC兩個(gè)倍率下循環(huán)50次后，容量衰減率均在8％以下。相比于高溫固相法，高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法合成出的錳酸鋰材料其電化學(xué)性能得到了一定程度的提高。但此種方法還受到諸多因素的影響，比如PH值、聚合溫度等，所以要優(yōu)化合成條件合成出更加優(yōu)良的材料還需進(jìn)一步的工作。最后