不同方法制备的Al2O3包覆LiMn2O4正极材料的电化学性能.pdfVIP

越封偶 第48卷·第10期-z…o…!s。。 黧 不同方法制备的Al2o3包覆 LiMn204 正极材料的电化学性能 蔡 敏 ，赖飞燕 ，张晓辉 ，王红强 。李庆余 (1．广西现代职业技术学院资源工程系，广西 河池 547000； 2．广西师范大学化学与药学学院，广西 桂林 541004) [摘 要] 为了探索制备方法对锰酸锂 (LiMn0)正极材料电化学性能的影响，以硝酸铝 [A1(NO3)3·9H：0]和 锰酸锂为原料 ，分别通过溶胶一凝胶法、水热法和微乳液法制备 了Al0包覆 LiMn0正极材料。采用x射线衍射 仪(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对试样的表面形貌进行了表征，采用充放 电和循环寿命测试等方法研究了试 样的电化学性能。结果表明：少量的A12O，包覆对 LiMn20 材料的晶体结构并没有影响；溶胶-凝胶法制备的 A1，0 涂层为无序二维纳米状的网络结构，水热法为纳米片状，微乳液法为棉花絮状，且不能完全包覆；包覆后的试 样首次放 电比容量都有所下降，但其具有较好的循环性能，其中，以溶胶-凝胶法制备的试样在25℃、1C条件下循 环450周，容量保持率为86．53％；55oC，1C循环 200周的容量保持率为85．46％；而纯相 LiMn204在 25，55cI=聋 件下的容量保持率仅分别为57．84％，52．88％。 [关键词] AlO 包覆层；溶胶．凝胶法；水热法；微乳液法；尖晶石型LiMn0 正极材料；电化学性能 【中图分类号]TM912．9 【文献标识码]A [文章编号]1001—1560(201510—0007—03 0 前 言 (mA ·h)／g；55oC条件下则分别为 80．79％，112．33 (mA ·h)／g；通过该方法在 LiMn20 表面包覆 A1203， 尖晶石型 LiMn0 电池材料具有低成本、环境友 能在一定程度上改善材料的循环性能，但是其放 电比 好、快速充放电、库仑效率高及无毒性等优点，是最具 容量较低 3]。采用溶液法制备 A10。包覆 LiMn0 材 潜力的正极材料之一。尖晶石型LiMn0在高温条件 料，在 1C条件下循环 3O周容量保持率仅为92．3％， 下容量衰减快，其商业化应用受到了极大的障碍，原因 远低于实际生产要求 J。针对 A120。电覆 LiMnO 材 有 ：(1)LiMn：o4在 电解液的作用下会发生 Jahn·Teller 料存在的放电比容量低、循环性能差等问题，本工作主 效应；(2)Mn在 电解液中溶解，并发生2Mn¨一Mn 要研究采用不同方法制备的A1O，包覆LiMn0正极材 +Mn 歧化反应。可采用体相掺杂和表面包覆改善其 料的电化学性能，特别是其循环性能和高温性能，探索 容量衰减问题 。在 LiMn0表面包覆一层保护层，防止 A1：0 包覆LiMn0 正极材料的最佳制备工艺条件。 电解液与LiMn0 直接接触，能有效抑制Mn的溶解 ， 1 试 验 提高 LiMn0的常温及高温电化学性能。A10，因具有 良好的化学稳定性以及两性氧化物所具有的高电子电 1．1 3种方法制备Al2o3包覆 LiMn2O材料 导率 ，成为 目前 LiMn0 表面包覆研究相对较多的 (1)溶胶 ．凝胶法 在三颈烧瓶中加入分析纯硝酸 一 种包覆材料 。采用液相包 覆法制备 A10，包 覆