采用懸膽折流式預熱濃縮裝置,中試工業(yè)化生產(chǎn)5V鋰離子電池LiNi_0.5Mn_1.5O₄正極材料。與實驗型溶膠凝膠法相比,本法可降低傳統(tǒng)預熱濃縮所需的熱量能耗,縮短工藝反應時間。經(jīng)XRD、SEM和充放電循環(huán)測試,所合成的材料具有尖晶石結(jié)構(gòu),粒徑大小分布均勻,在1C大倍率充放電下,首次放電容量達到128m Ah·g^-1,循環(huán)30次后容量保持率為95%。中試合成材料與實驗溶膠凝膠法產(chǎn)品的性能等同,具備工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)前景。 

【文章來源】：化工技術(shù)與開發(fā). 2020,49(Z1)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

不同工藝方法合成LiNi0.5Mn1.5O4的XRD譜

圖3是不同工藝方法合成的LiNi0.5Mn1.5O4在2C倍率下的充放電循環(huán)性能曲線，可以看出，新舊sol-gel法都能有效促使原料中的各種離子達到原子級別的均勻分布，所得產(chǎn)品在1C充放電下的循環(huán)穩(wěn)定性基本一致。新sol-gel法的初次放電容量為128mAh·g-1，循環(huán)30次后容量保持率為95%，舊sol-gel法的初次放電容量為124mAh·g-1，循環(huán)30次后容量保持率為94%，穩(wěn)定性能顯著。對比新舊溶膠凝膠法，高溫固相法起初的電化學循環(huán)性能還可以，初次放電容量為112mAh·g-1，但隨著循環(huán)次數(shù)增加，出現(xiàn)了充放電循環(huán)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這是受工藝條件限制，原料間未能充分混合反應，導致產(chǎn)品中有雜質(zhì)存在而造成的。另外，在熱處理過程中，新舊sol-gel法還能隨著有機物的燃燒揮發(fā)達到兩個效果，一個是顆粒之間的空隙增大，有利于鋰離子在固相中的擴散，另一個是有機物燃燒對材料形成碳包覆保護效果，有利于電化學充放電循環(huán)性的穩(wěn)定。

對比新舊溶膠凝膠法，高溫固相法起初的電化學循環(huán)性能還可以，初次放電容量為112mAh·g-1，但隨著循環(huán)次數(shù)增加，出現(xiàn)了充放電循環(huán)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這是受工藝條件限制，原料間未能充分混合反應，導致產(chǎn)品中有雜質(zhì)存在而造成的。另外，在熱處理過程中，新舊sol-gel法還能隨著有機物的燃燒揮發(fā)達到兩個效果，一個是顆粒之間的空隙增大，有利于鋰離子在固相中的擴散，另一個是有機物燃燒對材料形成碳包覆保護效果，有利于電化學充放電循環(huán)性的穩(wěn)定。4 結(jié)論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]固相法合成尖晶石型LiMn2O4正極材料[J]. 范蕓,雷學鋒.  電源技術(shù). 2019(03)
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[3]鋰離子電池正極材料LiNi0.5Mn1.5O4的研究現(xiàn)狀[J]. 楊杰,楊建文,石陽,李丹,李蕾.  化工新型材料. 2012(03)



本文編號：3022627