[01617078]一种锂离子电池用尖晶石型掺杂锂锰氧化物的制备方法

锂离子电池在便携式电器设备上应用广泛,而且极有可能应用于电动汽车上,是目前电池市场上发展最快的电池之一。 LiMn2O4具有资源丰富、成本低廉、放电电压高、无毒性、无污染等优点,成为取代已商品化的LiCoO2的首选材料,是锂离子电池正极材料的研究热点之一,被认为是新一代锂离子二次电池最有希望的正极材料。它的制备研究和电化学性能研究受到人们的普遍重视。 LiMn2O4的合成方法和制备工艺决定了材料的形貌、粒度及粒度分布、比表面积、结晶态和结晶度、晶格缺陷等性质,这些物理及化学性质直接影响到锂离子的嵌入和脱出反应,即对材料的充放电容量和循环可逆性等有着决定性的影响。还存在反应生成的杂相多、比容量低、容量衰减快等缺陷。 采用高温固相法合成尖晶石型 LiMn2O4-xFx材料,掺杂元素 La、 F 可有效地提高 LiMn2O4样品的充放电效率、循环稳定性能;随着掺杂元素 F 含量的增加, 样品的初始容量降低、循环稳定性能呈现出先增后减的变化规律;当掺杂元素 La、F 的含量较少时LiLayMn2-yO4-xFx 样品具有纯的尖晶石LiMn2O4结构,样品呈球形或近球形,粒径范围为 0.5,2.5 μm,LiMn2O3.95F0.05样品的初始容量为122.29mAh/g,经10次循环后的容量为111.90mAh/g,容量保持率为90.8%,采用高温固相反应合成的LiLayMn2-yO4-xFx 样品具有纯的尖晶石型LiMn2O4结构, LiLa0.02Mn1.98O3.95F0.05样品的初始放电容量为123.6mAh/g,经30充放电循环后的放电容量仍保持在114.6mAh/g,容量保持率为92.7%,具有较好的活化性能和循环稳定性能。