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1、电源技术ChineseJournalofPowerSources综述锂离子蓄电池纳米正极材料研究进展刘小虹,余兰(武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072)摘要:纳米电极材料表现出许多优异的电化学性能:由于纳米电极材料比表面积大以及锂离子在纳米结构电极中扩散距离的显著缩短,可以减小电极的极化,提高电池的充放电容量;与普通微米级材料以适当比例混用时,可产生混配效应,提高电池的放电电压平台,改善电池的循环稳定性。介绍了锂离子蓄电池纳米正极材料LiCoO2、锂锰氧化物(LiMn2O4、LixMn2O4等,其中0.6x1.0
2、)及其掺杂化合物的合成方法与特点,综述了这些纳米材料的电化学性能及其机理。关键词:纳米材料;锂离子蓄电池;电化学性能;钴酸锂;锂锰氧化物中图分类号:TM912.9文献标识码:A文章编号:1002087X(2003)06054905ResearchprogressinnanoscalecathodematerialsforlithiumionbatteryLIUXiaohong,YULan(CollegeofChemistryandMolecularScience,WuhanUniversity,WuhanHubei43007
3、2,China)Abstract:Thenanoscaleelectrodematerialsshowexcellentelectrochemicalproperties:nanoscalematerialscanminishelectrodepolarizationandimprovebatterychargedischargecapacity,becausetheyhavebigspecificsur+faceareaandthedistanceoverwhichLimustdiffuseinthematerialsisreduce
4、ddramaticallyinthenanostructuredelectrode.Whilemixingwithcommonmicroscalematerialsbycertainproportion,theycanbringmixingeffect,enhancedischargevoltageandimprovecyclicstability.RecentprogressonstudiesofthenanoscalecathodematerialsLiCoO2,lithiummanganeseoxideandtheirdoped
5、compoundsforlithiumionbatterieswereintroduced.Theirsynthesismethodsandpropertiesweredemonstratedindetail.Theirelectrochemicalpropertiesandthemechanismofelectrochemicalpropertieswerereviewed.Keywords:nanoscalematerial;lithiumionbattery;electrochemicalproperty;LiCoO2;lithi
6、ummanganeseoxide纳米材料是近10多年发展起来的新型功能材料,指的是理、化学性能,使其作为锂离子蓄电池材料成为可能,锂离子蓄[5]在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1~100nm)或由电池纳米储锂材料的研究也在深入之中。本文综述了锂离[1]它们作为基本单元构成的材料。纳米材料因其独特的量子子蓄电池纳米正极材料LiCoO2、锂锰氧化物(LiMn2O4、尺寸效应、小尺寸效应、宏现量子隧道效应、表面及界面效应等LixMn2O4等,其中0.6x1.0)及其掺杂化合物的合成方法性质,在电子、磁性材料、光学、能源、结构陶瓷、生
7、物医药和农与特点,以及这些纳米材料的电化学性能与机理。业等领域得到了广泛的应用,因此被誉为21世纪最有前途的1纳米正极材料的合成新型材料。纳米材料用作电池活性材料的研究越来越受到重1.1纳米LiCoO2的合成[2~4]视,这有利于纳米材料应用领域的拓宽,也有利于推动高1.1.1低温固相反应法容量电池的发展。传统的LiCoO2合成方法主要是固相反应法,有高温固相开发锂离子蓄电池的主要任务之一是寻找新型的电极材合成法和低温固相合成法,其中高温合成法是以Li2CO3和Co料,使电池具有较大的嵌锂容量以及锂离子在嵌入脱出的过程CO3
8、(或CoO,Co3O4)为原料,按摩尔比nLinCo=11的比例配中具有较高的可逆性,从而保证电池高电压、大容量和长循环制,在700~900下,
