论文部分内容阅读
随着全球环境日益恶化,气候变暖,节能减排的要求越来越迫切,世界各国都在尽最大努力降低能源消耗。汽车作为消耗石油能源的最重要交通工具,每天消耗着大量的汽油。为了降低汽车对石油的消耗量,许多国家都出台政策支持电动汽车发展。动力电池作为电动汽车的核心动力源理所当然成为了研究的重点。本文以正极材料尖晶石LiMn2O4为研究对象,重点进行了以下几个方面的研究:1)以硝酸锂和乙酸锰为原料,柠檬酸为配位剂合成了尖晶石LiMn2O4,重点研究了Li/Mn比,烧结温度,柠檬酸用量对尖晶石LiMn2O4材料形貌和电化学性能的影响。研究发现当Li/Mn=1.05/2,烧结温度为750℃,柠檬酸与金属离子的比为1:1时,可以获得性能最优的尖晶石LiMn2O4材料,其首次放电容量达到116.9mAh/g,经20次充放电循环后容量保持率为83.3%。2)研究了Al掺杂改性对尖晶石锰酸锂性能的影响,发现与未掺杂的样品相比,LiAl0.3Mn17O4样品虽然初始容量有所下降,但循环性能大幅改善,经20次充放电循环后容量保持率可以达到96.2%。3) Al2O3和Li4Ti5O12对尖晶石LiMn2O4进行包覆改性。实验表明,Li4Ti5O12和Al2O3对LiMn2O4的最佳包覆量均为1.0%wt。在LiMn2O4材料表面包覆1.0%wt的Li4Ti5O12后,尽管初始放电容量有所下降,但未包覆的LiMn2O4与包覆了1.0%wtLi4Ti5O12的LiMn2O4相比,20次充放电循环后,容量保持率由81.7%增大到94.4%;包覆了1.0%wtAl2O3的LiMn2O4样品,20次充放电循环后,其容量保持率为91.7%。4)以酚醛树脂为配位剂成功合成了尖晶石LiMn2O4材料。研磨的样品首次放电容量为117.1mAh/g,略高于未研磨的样品,循环性能方面,研磨的样品明显优于未研磨的样品,研磨的样品循环过程中的容量衰减仅为0.21%,约为未研磨样品的1/3。从电化学性能测试结果发现,相比柠檬酸配位法,用酚醛树脂配位法合成的尖晶石LiMn2O4材料具有良好的循环可逆性和电化学反应动力学特征。