转移法制备尖晶石锰酸锂材料的结构与电化学性能研究

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1、桂林工学院硕士学位论文转移法制备尖晶石锰酸锂材料的结构与电化学性能研究姓名：柴小琴申请学位级别：硕士专业：分析化学指导教师：刘长久20050501桂林工学院硕士学位论文对于分别采用Ni与A1及Fe与Mg同时复合掺杂制备尖晶石锰酸锂样品，结构有微小的变化，晶胞参数减小，但没有改变尖晶石的基体结构。随着两种离子掺杂比例z／y值的增加，循环性能增强，但是以首次放电容量的减小为代价。研究发现，当Z：y22：3即y=O．06，z=O．04时，样品LhMn。一，Ni，A1，0。的性能最好，其晶胞参数为8．235A

2、，首次放电容量为117．7mAh／g，循环五十次后容量衰减率为6．4％；对于LkMn¨一。Fe，Mg。0。则是z：y=l：l即y=z=O．06为最佳的掺杂比例，其晶胞参数为8．234A，首次放电容量为l16．5mAh／g，循环五十次后容量衰减率为6．4％。实验结果表明，本法掺杂制备的尖晶石锰酸锂材料首次放电比容量比未掺杂材料稍有降低，但其结构稳定性和循环性能得到明显改善，其中以适当配比复合掺杂为最佳。分析实验结果显示，采用相转移法所制备的粉体材料呈现标准的尖品石Li～ln。O。结构，产品颗粒发育完整，

3、分散均匀，只存在单相的L{Mn。0。，有利于提高材料的热稳定性。同时，分析掺杂尖晶石锰酸锂的作用机理，发现掺杂不存在具有发生Jahn～Tellel-效应的d电子或活性奇数e。电子的低价阳离子能够有效稳定其八面体结构，减小电化学极化及阻止电极表面的钝化过程，提高Mn的平均化台价并有效抑制3ahn～Te]ler效应的发生，从而提高其电极材料的性能。关键词：相转移法；尖晶石锰酸锂；掺杂；结构性能：作用机理桂林工学院硕士学位论文AbstractAsthecathodematerialforlithiumion

4、battery，atthepresenttime，theapplicationanddevelopmentofspine]LiMn20dwasblockedbecauseoftherapidcapacityfadingandunstablestructure．Becauseitexhibitsabundantresourceadvantage，lowcost，aoceptableehvironmentcharacteristicsandlargedeintercalationcapacityof1it

5、hiumion．Accordingly，spinelLiMn20{wasconsideredasoneofthemostprospectiveandpreponderantcathodematerialforlithiumionbatteryandregardedbyresearchers．inrecentyearsspinelLiMn204hasbecomethefocusofresearchanddeve]opmental1overtheworld．Inthisstudy，precursorwas

6、synthesizedbyphasetransf。ermethodwithCH3(cH2)一ctt：，asphasetransferagent，CIm∞(CH3),Ngr(CTAB)assurfaetant．Theprecursorwascalcinedforvariousheatingtimesandtemperaturesintheairatmospheretoobtainpowermaterials，whichincludedexcessI．idopedLil+。Mn201，cationsubs

7、titutedLil+。Mn2⋯M01(M=Ni、Fe、Mg、Zn、Cr)andcompositedopedLi一+。Mn2yzNi，A1。01andI⋯i。Mn2-y-z[2e，Mg：0d．XRD，SEM，IR，AAS，EDSandBETwereusedtoexamineandanalyzethestructuralcharacteristicsofmaterialsTheelectrochemicalbehaviorofsamplepowderwasexaminedbyusingtestcells

8、，whichconsistofacathode，ametallicIithiumanode，andanelectrolyteofIMLiPF。／EC+DEC(volumeratio)．Theconditionofsystemtechnicsanditsaffectiononthestructuralshapeandelectrochemicalperformanceofmaterialswereresearcheddetailed．Atthesameti