陶瓷工藝學結課論文高溫長壽命功率型尖晶石錳酸鋰的設計和研究進展(更新版)
【正文】 rty of Spinel LiMn204 Material by Codoping Antielectricity Ions [J]. Trans. Nonferrous. Met. Soc. 20xx,16:467472. 【 8】 BENEDEK R, VAUGHEY J,THACKERAY M M. Theory of overlithiation reaction in LiMO: battery electrodes [J]. Chemistry of Materials, 20xx, 18 (5):12961302. 【 9】 蔣兵 .鋰離子電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀和研究進展 [J].湖南有色屬 ,20xx,27(1) :3942. 。因此發(fā)展一種簡便新型的合成方法 ,合成形貌規(guī)則的 ,同時具備優(yōu)異電化學性能特別是高溫性能的微米級 錳 酸鋰正極材料是十分必要的。 本課題以 Zahner Zennium 型電化學工作站對電極材料進行循環(huán)伏安測試 ,電壓區(qū)間設定為 V,分別以 , , , 和 mv 對材料的循環(huán)伏安性能進行測試。進而通過循環(huán)性能測試獲得電池的容量保持率 ,通 過倍率性能測試分析電池大電流放電比容量。將低共溶鋰鹽、 MnC03前驅體與摻雜離子研磨混合均勻后 ,在高溫條件下煅燒得到改性 錳酸鋰 材料 ,其工藝流程圖如圖 5 所示。 在這眾多制備方法中，制備的尖晶石型 LiMn2O4 都存在容量損失，尤其在高溫條件下（ 55℃以上），無論在循環(huán)過程還是充放電儲存過程，均存在不可逆容量損失，使得其循環(huán)壽命縮短。用氨水調(diào)節(jié) pH為 6～ 7，在 800℃下煅燒 24h，得到錳酸鋰的初始容量為 120mA?h/g，經(jīng)過 100 次循環(huán)后，容量保持 89mA?h/g。其他合成方法有乳化干燥法、流變相法、點火燃燒法、超聲波噴射法和成核 /晶化隔離法等。到了 1990 年研究者們又重新開始了對 錳酸鋰 的研究 ,1991年 ,又使 錳酸鋰 的研究到達了一個新的高度 ,但是存在的主要問題是常溫下較差的循環(huán)穩(wěn)定性。大多數(shù)鋰電正極材料的容量都是一百幾十毫安時 /克，而負極材料的容量最高可達幾千毫安時 /克，商業(yè)化應用最廣的鈷酸鋰正極材料價格不菲，要提高鋰離子電池的發(fā)展空間就必須突破正極材料這個瓶頸。眾多優(yōu)點集于一身的鋰離子電池成為二十一世紀的理想能源，因此近年來鋰離子電池發(fā)展十分迅速，但正極材料的研究相比于負極材料和電解液來說有些滯后，鋰離子電池的容量和成本主要受限于正極材料。 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 尖晶石型 錳 酸鋰首次于 1983 年 Thackeray M M, Goodenough 等提出作為鋰離子電池的正極材料 ,之后 錳酸鋰 的研究停滯了幾年。而液相合成法有： Pechini法、溶膠凝膠法、離子交換法、共沉淀法、水熱合成法等。 C． L． Tan等以醋酸鋰和醋酸錳為原料，以檸檬酸為螯合劑。因此 ,合成出穩(wěn)定的結構、規(guī)則的形貌、優(yōu)良的性能 (高能量密度、高功率密度、低成本 )的綠色無污染的電池材料是當今和未來的研究重點。 多孔微球形錳酸鋰改性材料的制備 改性錳酸鋰與多孔微球形錳酸鋰的合成方法相同 ,模板法與低共溶鹽插入相結合。首先將電池在低倍率 的電流密度下循環(huán) 5 r進行活化 ,同時初步確定電池的首圈充放電性能 ,再根據(jù)需要分別考察循環(huán)性能以及在大電流下的穩(wěn)定性。根據(jù)測定曲線的峰值形狀 ,判斷反應發(fā)生的電位也就是氧化還原 峰以及研究反應機理等。盡管目前合成的一些納米化 的材料控制了材料的形貌 ,減少了材料的粒徑 ,改善了材料的性能 ,但是納米材料自身的缺點 :較低的振實密度、體積能量密度以及復雜的合成過程限制了其大
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