[01853914]大容量锂电池Li2Mn1-x-yFexCoySiO4正极材料——从理论设计、材料合成到性能优化

主要内容完成情况 （1）完成了第一性原理对Li2MnSiO4的多元掺杂的理论计算,从理论上确定了Fe和Co掺杂元素及其含量与材料结构稳定性的关系。 （2）完成了对多羟基螯合技术进行最优化设计,明确了表面活性剂的种类、前驱体的组合方式、反应时间和温度对样品的纯度、结晶度、形貌、粒径、性能的影响规律,实现了对硅酸盐正极材料能可控制备,获得了大批量的多元硅酸盐正极材料用于锂离子电池。 （3）完成了运用in-situ XRD技术研究电极材料在嵌脱锂时结构的连续变化,明确了多元掺杂硅酸盐正极材料的储锂机制。 主要技术指标完成情况： （1）完成了利用水热法大规模制备聚阴离子Li2Mn1-x-yFexCoySiO4正极材料的合成技术优化,获得了一系列Li2Mn1-x-yFexCoySiO4正极材料,所得的材料制备技术重现性高。 （2）通过正交实验获得了一系列硅酸盐材料,不同的材料具有不同电化学活性,通过对比测试分析发现其中所制备的Li2Mn1/3Fe1/3Co1/3SiO4正极材料的质量比容量达到220mAh/g。 （3）在本实验过程中已经开发出适合Li2Mn1-x-yFexCoySiO4正极材料结构分析的原位X射线粉末衍射技术及相关仪器设备,在其他正负极材料的测试中也获得了较好的结果。 （4）在项目的实施过程中,已经制备了大量以聚阴离子Li2Mn1-x-yFexCoySiO4材料为正极的半电池及全电池,并具有良好的循环性能、可观的可逆容量和高的安全性。 主要成果指标完成情况： （1）已经在项目实施期间发表9篇高水平的专业学术论文,全部为SCI收录的国际期刊。 （2）已经针对材料的合成技术获得授权发明专利3项。 （3）已经完成1份内容丰富、数据齐全的研究报告。 （4）已培养培养1名新能源材料相关的硕士毕业生、11名的本科毕业生。 （5）在本技术的产业化工作上,已实现与浙江瓦力新能源科技有限公司实现战略合作,其中联合申报的宁波市留学人员创新创业基金获得批准。