层状锰基富锂正极材料的合成及其电化学性能优化
锂离子电池中广泛使用的正极材料大多数含价格昂贵的Co、Ni等金属元素,这一直阻碍了高能量密度锂离子电池的快速发展与应用。因此,开发高能量密度,低生产成本的正极材料以及改进相关的制备技术成为该领域的关键课题。
为此,本论文开展了层状锰基富锂正极材料的合成及其电化学性能优化研究。主要研究内容及结论归纳如下:1.以单斜相Li2Mn03(m-Li2MnO3)纳米棒为原料,采用原位形成的硬脂酸锂热解还原法合成了纳米棒状 xLi2MnO3.(1-x)LiMnO2(x=0.91,0.78,0.67,0.54,0.42 和 0.32)层状结构的纯锰富锂正极材料(直径为100-200 nm,长度为400-1000 nm)。
该系列纯锰富锂固溶体中,m-Li2MnO3组分因能抑制层状向相尖晶石的相转变而可稳定材料的层状结构,m-LiMnO2组分能提高材料的可逆比容量但使循环稳定性变差。当x=0.54时该固溶体具有合适的Li2MnO3/LiMnO2含量,可平衡Mn的价态和缓解Janhn-Teller效应,表现出最佳的循环性能和倍率性能(首周放电比容量为250.9 ...