鋰離子電池Li2MnO3基材料的改性及電化學(xué)性能研究.pdf

1、鋰離子電池作為電動汽車電源、儲能設(shè)備需要提高鋰離子電池正極材料的比容量和倍率性能。0.8Li2MnO3·0.2LiCoO2(又寫作LMCO)具比容量高、環(huán)境友好、資源豐富等特點(diǎn),是一種很有潛力的正極材料。但是其倍率性能低和循環(huán)穩(wěn)定性不好。本文將通過碳包覆和離子摻雜改善LMCO的電化學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)碳包覆層具有較好的電子電導(dǎo)率，可以有效地提高材料的倍率性能，本文選用多種碳源對LMCO進(jìn)行包覆，研究不同碳包覆材料的倍率性能。此外，本文借助

2、Nb摻雜穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)，提高材料的循環(huán)性能。
　　有機(jī)碳源有PVA、蔗糖以及葡萄糖，其中PVA為碳源的樣品團(tuán)聚嚴(yán)重，而葡萄糖為碳源的樣品團(tuán)聚最小，葡萄糖為碳源的樣品具有最佳的電化學(xué)性能。以葡萄糖為碳源400℃保溫1h得到的樣品具有最好的電化學(xué)性能，在電流密度為20、50、100mA/g下，材料初始容量比相應(yīng)的未包碳的初始容量分別提高了26、46.2、241.5％。表明有機(jī)碳源較低溫度下材料具有優(yōu)異的倍率性能。以炭黑和葡萄糖為復(fù)合碳源

3、的樣品在電流密度為50、100、200mA/g下，初始容量分別比單純的葡萄糖為碳源的高出9.3、20.6、10.4％。
　　包碳雖能提高材料的倍率性能，但是其循環(huán)性能依然不佳。本論文通過溶膠凝膠-燃燒法合成了Nb摻雜LMCO來提高該材料的循環(huán)性能和倍率性能。發(fā)現(xiàn)摻雜量從0增加到4％材料的晶粒的粒度和團(tuán)聚度逐漸減小，到5％時粒度和團(tuán)聚度又增加。研究發(fā)現(xiàn)摻Nb后樣品其初始比容量都很低，隨著循環(huán)的進(jìn)行逐漸增加至一個穩(wěn)定的值。800℃保溫