水热溶剂热法合成LiMnPO4及其电化学性质的研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论水热／溶剂热法合成LiMnP04及其电化学性质的研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：李婷无机化学钱逸泰院士二。一一年五月§§jUniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeTheSynthesisofLiMnP04viaaHydrothermai／SolvethermalRouteandItsElectrochemicalBehaviorinLithium—-ionBatteryAuthor’SName：speciality：Supervisor：Finishedti

2、me：TingLiInorganicChemistryProf．YitaiQianMay,201∥I中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：竺!!：兰：兰中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学捌有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，

3、可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。／臼公开口保密(——年)作者签名：签字日期：211：≤：墨导师签名：签字日期：矿l摘要LiMP04以其来源丰富、价格低廉、无毒，且具有较高的理论容量(170mAh／g)、优良的循环性能和良好的热稳定性等特点而引起人们极大的关注，至今已成为动力电池的首选正极材料。在LiMP04家族中，LiMnP04相对于Li+几i的电极电势为4．1V，它的理论能量密度(697Wh／kg=170mAh／gx4．

4、1V)是LiFeP04(578Wh／kg=170mAh／gx3．4V)的1．2倍，但是，与LiFeP04相比较，LiMnP04的电导率和离子迁移率都较低从而使得其难以获得高效的电化学活性。此外，还存在一些重要的速率限制因素，例如三价锰的杨．泰勒效应。近年来，人们做了大量的工作来提高LiMnP04的性能。本研究从以下两个方面对LiMnP04进行了探索研究。1．水热／溶剂热法合成纳．微结构的LiMnP04研究了水热前期工艺中水热时间、温度设置等合成条件对的LiMnP04粉体物理化性能的影响，然后进一步研究了表面活性剂、钠盐以及溶剂对LiMnP04形貌的影响，其中着重介绍了不同质量的Na4P207

5、"10H20对LiMnP04形貌的影响，当Na4P207·10H20达到一定量时，可以得到分散性的LiMnP04纳米四方片。2．对水热合成的纳米四方片LiMnP04进行改性研究以维生素C作碳源，对纳米四方片LiMnP04进行碳包覆，获得了LiMnP04／C．的复合材料，该种复合材料表现出良好的电化学性能，在0．1C下其首次放电容量达125．5mAh／g，循环50次后仍能保持其初始容量的80％以上；以硝酸银为银源，在室温下获得了LiMnPOa／Ag的复合材料，该材料的电化学性能还在进一步探索中。关键词：正极材料水热／溶剂热LiMnP04NaaP207"10H20LiMnP04／CLiMnP04

6、／AgAbstractABSTRACTLitransition—metalphosphatesLiMP04(M=Mn，Fe，CoandNi)，withanolivinestructurehasbeenhighlightedasoneofthemostpromisingcathodematerialsowingtoitsadvantagesovercurrentcathodematerialinthatitisremarkablystableeveninharshoperatingconditions，nontoxic，andpotentiallyinexpensiveandhightheor

7、eticalcapacity(-170mAhg’1)．InLiMP04(M=Mn，Fe，CoandNi)，LiMnP04couldbeallexcellentcandidateforanewcathodematerialowingtoitsredoxpotentialof—4．1VVS．Li+／Li，thetheoreticalenergydensity(697Wh／kg=170mAh／gx4．1V)is1．