Li-Ni-Mn-O的固相法合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、LiNi<,0.5>Mn<,0.5>O<,2>具有價(jià)格低廉、無(wú)毒、安全性好、充放電容量高等優(yōu)點(diǎn)，是LiCoO<,2>的最佳替代者之一。 本文通過(guò)利用Mn(CH<,3>COO)<,2>．4H<,2>O和Ni(CH<,3>COO)<,2>．4H<,2>O之間的固相反應(yīng)合成出Ni、Mn摻雜均勻的Ni<,1.5>Mn<,1.5>O<,4>固熔體前驅(qū)物，用該前驅(qū)物與化學(xué)計(jì)量比的LiOH．H<,2>O反應(yīng)制備出來(lái)的純相層狀LiNi<,0.5

2、>Mn<,0.5>O<,2>具有均一的原子級(jí)別Ni、Mn摻雜，Li-M(Ni，Mn)在各自的層中都有很高程度的規(guī)則排列，用這種方法制備的層狀LiNi<,0.5>Mn<,0.5>O<,2>內(nèi)部在儀器可檢測(cè)范圍內(nèi)不存在基于Li<,2>MnO<,3>的氧化物。經(jīng)過(guò)對(duì)在不同的煅燒時(shí)間、煅燒溫度、升降溫速度等實(shí)驗(yàn)條件下制備出來(lái)的LiNi<,0.5>Mn<,0.5>O<,2>材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能測(cè)試后得到了最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件，即以5℃/m的升溫速

3、度在空氣氛中850℃下煅燒12h生成的LiNi<,0.5>Mn<,0.5>O<,2>具有最好的電化學(xué)性能。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明使用本文中實(shí)驗(yàn)方法在最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下制備出來(lái)的LiNi<,0.5>Mn<,0.5>O<,2>具有高度的可逆性和很小的電荷轉(zhuǎn)移阻抗，使得其在放電容量、循環(huán)性、大電流放電能力等方面具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 文中同樣研究了相同的方法制備的其他Ni、Mn摻雜比例(1：2、5：7、2：1)的Ni、Mn固熔體前驅(qū)物，以及利

4、用這些前驅(qū)物在最優(yōu)化條件合成出來(lái)的層狀Li-Ni-Mn-O化合物。研究結(jié)果表明以不同摻雜比例的Ni、Mn固熔體為前驅(qū)物來(lái)制備層狀Li-Ni-Mn-O化合物是一個(gè)很好的辦法，這種方法使得Ni、Mn固熔體中的Ni、Mn達(dá)到原子級(jí)別的均勻混合，從而可以合成出各種摻雜比例具有純相晶體結(jié)構(gòu)、擁有高離子排序規(guī)則度的層狀Li-Ni-Mn-O化合物。 文中的最后利用超聲波合成法在沒(méi)有任何表面活性劑和模板的情況下通過(guò)對(duì)前驅(qū)物Ni<,1.5>Mn<