尖晶石锰酸锂的水热法合成与改性

《尖晶石锰酸锂的水热法合成与改性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中图分类号坠箜12UDC2墨硕士学位论文学校代码一!堕三三密级公珏尖晶石锰酸锂的水热法合成与改性SynthesisandModificationofSpinelLiMn204byHydrothermalMethod作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副导师：孔龙冶金工程有色金属冶金冶金与环境学院李运姣教授(博导)李维健高级工程师论文答辩日期芈曰徽蹴席一中南大学2013年5月原创性声明llYlIIIIIll2lIlIl4lIIIIIl2lIIIllllIllll7IllIl7IIlll91111Y2421779本人声明，所呈交的学位论文是本人在导

2、师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：丝盔二日期：过年上月五日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学

3、位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。迸盘中南大学硕士学位论文摘要尖晶石锰酸锂的水热法合成与改性摘要：在电池体系中，锂离子电池被认为是最有希望应用于交通工具的动力电池。自从1991年索尼公司开发出层状氧化钴锂电池后，由于此材料容易制备，容量高等优点使得其被广泛的用于正极材料。然而高昂的成本和含Co复合材料的剧毒性促使研究者寻找更合适的正极材料。尖晶石型锰酸锂是一种很有潜力替代氧化钴锂的正极材料。人们在寻找合成方法和LiMn204改性上已经做了很多的工作。本论文主要研究了以预处理电解二氧化锰(EMD)$1]--水氢氧化锂(LiOH

4、·H20)为初始原料，利用水热法合成LiMn204前驱体，并且考察了热处理和体相掺杂对锰酸锂结构和电性能的影响。首先，利用热重．差热法研究了前驱体的热分解行为，结果表明前驱体有四个失重区间，分别为附着水损失阶段，结晶水和少量氧释放阶段，Lil．05Mnl．9504形成阶段以及缺氧尖晶石形成阶段。XRD衍射图谱表明，纯相尖晶石结构Lil．05Mnl．9504材料在500。C时开始形成。当前驱体在500。C到900。C进行热处理5h时没有发现诸如Mn203或Mn304等杂质，前驱体经过800。C热处理后的放电特性最佳，首次放电容量为118．2mAh-g～，经过100次

5、循环后仍然有112．3mAh·g～。其次，通过XRD，SEM，TEM和电化学测试等手段对掺钴系列Lil．035CoxMnl．965略04和掺铝系列Lil．035AlxMnl．965哨04样品进行了表征。XRD衍射图谱表明少量钴和铝的掺入不会对Fd3，，z空间群造成影响。透射电子显微镜(TEM)分析表明Lil．035C00．035Mnl．93004和Ln35A10．035Mnl．93004材料具有很好的结晶态。由于Co．O键的键能(662kj·mol。1)和A1．O键的键能(512kJ·mol。1)大于Mn．O键的键能(402kJ-mol以)，并且由于Li离子扩散系

6、数的提高，使A1和Co掺杂后的循环性能和倍率性能得到明显改善，在0．5C放电倍率下，Lil．035C00．035Mnl．93004和Lil．035A10．035Mnl．93004样品经过100次循环后的容量保持率分别为93．8％和96．4％。再次，合成了Co-Ti复合掺杂样品Lil．035Coo．025Tio．02Mnl．92004和Co-A1复合掺杂样品Lil．035C00．020A10．025Mnl．92004正极材料，结果表明两个复合掺杂样品继承了两种掺杂元素的优点，样品的倍率性能得到明显改善，并且在一定程度上提高了循环性能。所得Lil．035C00．025

7、Tio．02Mnl．92004样品以0．5C、1C、2C、4C、8C放电时，其II中南大学硕士学位论文摘要比容量分别为115．3mAh‘g～、112．8mAh·g～、108．1mAh·g～、102．0mAh’g～、95．2mAh·g～，在0．5C放电容量下，经过100次循环后比容量保持率仍然有93．5％。论文中，图45幅，表6个，参考文献136篇。关键词：水热法；热处理；掺杂；物相转变；Eg'1．t学性能分类号：TM912III中南大学硕士学位论文ABSTRACTSynthesisandModificationofSpinelLiMn204byHydrotherm

8、alMet