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1、在當今嚴峻的能源和環(huán)境問題的形勢下,交通工具紛紛采用動力儲能電池作為主要的動力來源,鋰離子電池被認為是高容量、大功率電池的理性之選。Li2MnO3基材料是一類新型的鋰離子電池正極活性物質(zhì),其擁有理論容量高、成本低廉,對環(huán)境友好等優(yōu)點。但純的Li2MnO3電導(dǎo)率低,電化學(xué)活性差,循環(huán)性能不好,放電容量較低。本文通過在鋰位摻雜陽離子Bi,提高材料電導(dǎo)率;在氧位摻雜陰離子F,穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu),以期改善材料的電化學(xué)性能。
采用高價陽離子B
2、i對Li2MnO3進行微量的Li位摻雜。實驗結(jié)果表明Bi的摻雜能提高材料的結(jié)晶度。當Bi的摻雜量為0.02,在650℃下保溫12 h得到的樣品具有最佳的電化學(xué)性能。在該條件下合成的正極材料,在10 mA/g的電流密度,2.0-4.8 V的充放電截止電壓下,首次放電容量為159.7 mAh/g,經(jīng)過30次循環(huán)后容量保持率為80.7%,較未摻雜的材料提高了20%以上;在高電流密度50 mA/g下,首次放電容量為158.2 mAh/g,30次
3、循環(huán)后容量保持率為90%。Bi的摻雜提高了材料的倍率性能。
采用陰離子F對正極材料Li2MnO3進行摻雜,以LiF和NH4F為F源發(fā)現(xiàn)摻雜F以后能較大程度提高材料的結(jié)晶度。以NH4F作為F源對材料形貌的均勻程度,放電比容量以及循環(huán)性能的優(yōu)化效果都更加明顯。研究發(fā)現(xiàn),隨著 F摻雜量的增加,材料的顆粒粒徑長大明顯,同時放電容量呈現(xiàn)降低趨勢。實驗結(jié)果表明當F的摻雜量為0.03,600℃下保溫12 h的合成條件最優(yōu)。在該條件下材料的粒
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