尖晶石型錳酸鋰改性研究.pdf

1、本文以提高尖晶石型錳酸鋰(LiMn2O4)循環(huán)穩(wěn)定性以及改善電池安全性為主要目標(biāo),利用差示掃描量熱儀(DSC)、電導(dǎo)率測試、恒流充放電、循環(huán)伏安(CV)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、X射線能譜(EDS)等主要測試手段,分別研究了鉀鈉離子和離子液體對LiMn2O4的改性,得到以下結(jié)論:
　　1.鉀鈉離子對LiMn2O4的改性:CH3COONa最佳量為CH3COONa:LiMn2O4=0.003:1(摩爾比),室溫

2、2C放電比容量提高了5.7mAh/g,50℃2C充放電循環(huán)200次后,容量保持率由86.2％提高至97.7%。CH3COOK最佳量為CH3COOK:LiMn2O4=0.001:1(摩爾比),室溫2C放電比容量提高了6.7%,室溫2C充放電循環(huán)400次后,容量保持率由78.9%提高至83.6%。NaBF4最佳量為1.0mg/mL,室溫2C充放電循環(huán)200次后,容量保持率由92.2%提高至96.2%。KBF4最佳量為2.5mg/mL,室溫2

3、C充放電循環(huán)200次后,容量保持率由85.8%提高至94.7%。KPF6最佳量為2.5mg/mL,室溫2C充放電循環(huán)200次后,容量保持率由83.0%提高至93.5%。NaPF6最佳量為1.0mg/mL,室溫2C充放電循環(huán)300次后,容量保持率由89.6%提高至91.8%。鉀鈉離子主要影響LiMn2O4材料的循環(huán)穩(wěn)定性,而陰離子會影響其容量的發(fā)揮,選擇合適的陰陽離子搭配,可在盡量不影響容量的前提下顯著提高尖晶石型錳酸鋰的循環(huán)穩(wěn)定性。由結(jié)

4、果可知,CH3COONa優(yōu)于NaBF4優(yōu)于NaPF6,CH3COOK優(yōu)于KPF6優(yōu)于KBF4。鈉離子主要影響正極表面膜的形成,鉀離子主要影響材料的晶格。
　　2.離子液體對LiMn2O4的改性:PyR14PF6最佳量為2.5%,此時(shí)電解液DSC曲線上由89.3℃、201.0℃、224.0℃三個(gè)強(qiáng)吸熱峰變?yōu)?37.7℃一個(gè),室溫2C充放電循環(huán)200次后容量保持率提高了7.0%;50℃下,2C放電比容量提高了14.0mAh/g,而且提