本文采用高溫固相合成法合成LiMn204正極材料。LiMn2O4的結構、形貌以及電化學性能分別通過XRD、SEM、恒流充放電測試和電化學阻抗測試進行表征,本文重點對LiMn204正極材料中存在的第二相進行研究,探索最佳的合成LiMn204正極材料的燒結條件和摻鋰量。在LixMn2O4正極材料當中摻雜不同的Li含量（x=1.0,1.02,1.04,1.06）,我們對樣品進行XPS測試,發(fā)現隨著摻鋰量的不斷提高,Mn4+的含量先從84.80%下降到82.62%,隨后又增大到88.98%。隨后我們對樣品進行電化學性能測試,發(fā)現隨著摻鋰量的不斷增大,樣品的倍率性能不斷增強,Rct和Rsf值出現了先增大后減小的變化趨勢。經過實驗分析,我們認為隨著摻鋰量的不斷增多,Mn4+含量的變化、倍率性能的變化以及Rct和Rsf值的變化均與LiMn204正極材料中存在的第二相的變化有關。并且實驗證明,當摻鋰量為1.06時,合成的LiMn204正極材料具有最好的電化學性能。另外,我們還研究了不同的燒結時間（5 h,10 h,15 h和20 h）對LiMn2O4正極材料各方面的影響。實驗發(fā)現,當燒結時間為10h時... 

【文章來源】：山東科技大學山東省

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＬｉＣｏ０２的結構示意圖??

ｌａｌ空間結構?（ｂｌａｈ平面結構??圖１．２?ＬｉＦｅＰ〇４晶體結構在［００１］晶面上的投影示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＬｉＦｅＰ〇４?ｃｏｍｐｏｕｎｄ＇ｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｎ?［００１］?ｃｒｙｓｔａｌ?ｐｌａｎｅ??１．２．３?ＬｉＭｎ２〇４正極材料??ＬｉＭｎ２０４正極材料的空間結構為Ｆｄ－３ｍ空間群，３２ｅ位置被Ｏ原子所填充，??而Ｍｎ原子則位于１６ｄ位置上，８ａ位置被Ｌｉ原子所填充。由于ＬｉＭｎ２０４正極材??料具有獨特的Ｌｉ＋移動路徑，因此特別有利于Ｌｉ＋的傳輸，從而具有非常好的電??化學性能。ＬｉＭｎ２０４正極材料的理論比容量為ＭＳｍＡｉｇ－１，而可逆容量一般可??達到丨?４０ｍ?Ａｈ．?ｇ－１。??該材料具有良好的結構穩(wěn)定性。由于Ｌｉ＋隨著放電電壓的下降移動到１６ｃ位??置，因此在結構當中出現了?Ｌｉ２Ｍｎ２〇４，這個反應發(fā)生在３．０Ｖ左右。如果Ｌｉ＋在??３Ｖ電壓范圍內進行脫嵌，很容易會引起晶格轉變，破壞材料的晶格結構，從而??造成ＬｉＭｎ２〇４正極材料的循環(huán)穩(wěn)定性降低，因此，ＬｉＭｎ２〇４的放電截止電壓一??般在３．０Ｖ以上。??圖１．３ＬｉＭｎ２〇４結構示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄ

造成ＬｉＭｎ２〇４正極材料的循環(huán)穩(wěn)定性降低，因此，ＬｉＭｎ２〇４的放電截止電壓一??般在３．０Ｖ以上。??圖１．３ＬｉＭｎ２〇４結構示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＬｉＭｉｉ２〇４?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]高溫長壽命錳酸鋰正極材料的合成及其改性研究[D]. 江劍兵.中南大學 2014
[2]尖晶石錳酸鋰正極材料的離子摻雜改性研究[D]. 馮季軍.天津大學 2004

碩士論文
[1]高溫固相法合成尖晶石錳酸鋰及其改性研究[D]. 譚習有.華南理工大學 2014



本文編號：3415811