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毕业设计（论文）译文 题目名称：钴酸锂的多元掺杂改性 学院名称： 材料与化工学院 班 级： 应用化学082 学 号： 200801534205 学生姓名： 王昆 指导教师：王红芳 李慧 2012年 02 月 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂电池阴极材料 高压、高容量特点的研究 P.Periasamy1, N.Kalaiselvi1,*, H.S.-Kim2 1 Electrochemical Power Systems Division, Central Electrochemical Research Institute[CECRI], Karaikudi, India 2 Advanced Materials for Applied Research Laboratory, KERI, Changwon, South Korea *E-mail: kalakanth2@ Received: 14 June 2007 / Accepted: 1 August 2007 / Published: 1 September 2007 摘要：通过目前的研究，人们已经可以通过软化学明胶辅助基础(GAC)燃烧方法来合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2阴极。实验发现，长达24小时焙烧温度为750°C的GAC方法对制备有良好的六方排列和更好的循环性能的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末是必要地。峰强比I(003)/I(104)大于1，表明阳离子混排程度不大。观测到的CV峰确定了镍、钴、锰离子都是以+3价而存在的。当合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2阴极充电到4.6 V时，它显示出的最大放电容量可达180 mAh/g。因此，该方法证明通过目前研究合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2阴极可以作为一个高电压和高容量的阴极材料用于充电锂电池中。 关键词:明胶辅助燃烧(GAC)方法， LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2阴极，比容量，锂电池 1 引言 目前，锂离子电池除了应用于包括3C程序在内的便携式电子设备的动力来源外，它们还被认为是未来电动汽车领域最有前景的候选者。LiCoO2和LiNiO2阴极因其高成本和有毒的性质而被排除，近来的研究特别着重于以Li-Mn-O为基础的系统，将其作为备选阴极材料。与LiMn2O4相比，三价LiMnO2具有285 mAh/g的很高的理论容量，是LiMn2O4理论容量的两倍[1,2]，并且报道说相比于Li+/Li 电池，即使在2.0到4.5V之间也有更好的循环性能。在正交晶的LiMnO2中、氧离子排列在近立方紧密堆中，八面体的间隙被Li、Mn所占据形成有瓦楞的层状结构[3]。由于Mn3+(t2g2eg1)在Oh上高自旋的存在，由Jahn-teller扭曲变形而引起的关于Mn3+的局部对称性扭曲了。所以，锰的子晶格可以被看作是折叠的三角形，并且折叠角为111°。例如，每个三角都被扭曲成一个是2.806 ?和其它两个棱是3.09 ?的等腰三角形[4]。 尽管LiMnO2阴极有材料成本低、高能密度、高工作电压和可接受的环境特点等等许多优点，但它要求持续高温加热，并且同样会造成阴极粉末粗化的严重后果，导致锂化合物的挥发[5]，这些是阻碍LiMnO2以其原本结构而被全球接受的主要问题。此外，据报道，随着堆叠层错程度的增加，从正交结构向尖晶石的转变变得更容易更快速[6-9]。因此，对岩盐结构的正交LiMnO2粉末的制备，在加热环境中，应严格监控对氧含量的精确控制。 然而通过合适的掺杂方法将金属作为掺杂剂对LiMnO2部分代替，可使其成为层状结构而被固定。因为，在锂的嵌入与脱出过程中，晶体稳定性可以通过用适当的掺杂剂进行部分代替来加强。此外，部分代替不仅对层状结构的稳定性很有效，而且，在某些情况下，对产生更高的氧化还原电位也很有效[10]。朝着这个方向，Cr, Ti, Mg, Ni, Al 和 V被作为掺杂剂引入LiMnO2中以实现更好的电化学性能[11-12]。换句话说，部分取代的Cr3+和Al3+离子通过阻止阳离子重新分配来降低 层状结构向更稳定的尖晶石转化的趋势。并且认为，掺杂剂通过部分引入锰离子来削弱John-Teller 的扭曲程度[13]。锂可以移动插入氧框架中，报道称钴的引入增加了50%锂的数量，因此提高了记忆能力。并且，据报道，掺杂钴可以有效控制o- LiMnO2向尖晶石LiMn2O4转化的转化率[14]。 因此，有了这样的背景，有人已经研究了在LiMnO2中同时掺杂钴和镍离子，目的是了解这两种掺杂离子对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电化学性能的协同影响。在这方面，一