特殊微納米結(jié)構(gòu)的氧化錳合成和對尖晶石LiMn2O4結(jié)構(gòu)、形貌和電性能的影響.pdf

1、尖晶石型錳酸鋰工作電壓為3.8V(vs.Li).理論容量148mAh/g，因其具有資源豐富、成本低廉、安全性好、無環(huán)境污染以及制備容易等優(yōu)點被認(rèn)為是動力電池的理想材料，但是，容量衰減快的缺點成為其應(yīng)用的嚴(yán)重障礙。目前，主要從優(yōu)化合成方法、不同元素的摻雜、表面修飾和尋找高效電解液等方面，改善其循環(huán)穩(wěn)定性。研究表明錳酸鋰材料的性能在很大程度程度上依賴于材料的晶體形貌、結(jié)晶度和一次顆粒大小。本文主要以特殊微納米結(jié)構(gòu)的氧化錳作為前軀體研究合成條

2、件對錳酸鋰晶體結(jié)構(gòu)、形貌，尤其是一次顆粒的微米化以及電化學(xué)性能的影響。
　　 1、中空微球錳酸鋰的簡易制備及性能研究:以MnSO4·H2O和Na2S2O8為反應(yīng)物按等摩爾配比成一定濃度的溶液，在常壓和50℃溫度下，靜止48h直接合成出多層核殼結(jié)構(gòu)的MnO2球形顆粒，這種多層核殼結(jié)構(gòu)的MnO2顆粒是由納米線組裝而成。以多層核殼結(jié)構(gòu)的MnO2為前驅(qū)體合成的空心球形尖晶石錳酸鋰是由結(jié)晶良好的微米級單晶組合而成。實驗結(jié)果表明:這種空心球

3、體的錳酸鋰具有高比容量、高倍率以及優(yōu)異的循環(huán)性能，且合成方法簡單、條件溫和、易操作，是動力鋰離子電池理想的正極材料。
　　 2、大粒徑尖晶石錳酸鋰單晶的制備及性能研究:以MnSO4·H2O和Na2S2O8為原料，經(jīng)50℃液相靜態(tài)合成出了多核殼層結(jié)構(gòu)的γ-MnO2顆粒，后1050℃高溫處理，可以得到結(jié)晶度高，鈉離子含量低，單晶顆粒大的球形多孔籠狀的Mn3O4。以合成的Mn3O4作為前軀體在800℃下燒結(jié)可以合成出直徑為7μm左右的

4、多面體錳酸鋰單晶，有效地規(guī)避了高溫?zé)Y(jié)帶來錳酸鋰分解的副作用。合成的大顆粒單晶錳酸鋰結(jié)晶度高，比表面小，表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率充放電性能、循環(huán)性能和高溫存儲性能。
　　 3、β-MnO2納米線合成錳酸鋰的適宜燒結(jié)溫度研究:將五份前軀體二氧化錳與一水合氫氧化鋰的混合物通過常規(guī)的研磨之后，先在程序控溫箱式爐中550℃預(yù)熱8h，然后將五份樣品分別升至700℃、750℃、800℃、850℃、900℃焙燒24h，、比表面積、X-射線衍射、掃描電