新型鋰離子電池正極材料錳酸鈉鋰的研究.pdf

1、Li-Mn-O系化合物具有資源豐富、價(jià)格低廉、毒性低、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，是很有應(yīng)用前景的鋰離子電池正極材料。但該類材料在鋰離子電池實(shí)際應(yīng)用中，仍存在諸多問題。本文通過鋰位的鈉取代，合成了一種新型的鋰離子正極材料鋰鈉錳氧化物---LixNa1-xMnO2，對(duì)其合成工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究，并對(duì)其作為電池正極材料進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。
　　采用固相法合成LixNa1-xMnO2正極材料，研究了不同的錳源、不同的煅燒溫度、不同鈉含量和不同鋰含量對(duì)材

2、料結(jié)構(gòu)和性能的影響;研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)煅燒溫度為600℃，反應(yīng)時(shí)間為24h，錳源為類球形Mn3O4，x為0.25時(shí)，樣品Li0.25Na0.75MnO2具有最高的放電比容量，首次放電比容量為269 mAh/g，循環(huán)40次后容量保持率為89％。對(duì)循環(huán)后材料的XRD分析和元素分析表明材料在充放電過程中由于結(jié)構(gòu)當(dāng)中鈉離子的脫出使得結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一種與Li2MnO3類似的結(jié)構(gòu)。
　　通過和不同的鋰源交換實(shí)驗(yàn)表明，材料中的鈉可以被鋰交換出來;鈉離子被替

3、換后，材料的結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之發(fā)生改變，轉(zhuǎn)變成與Li2MnO3類似的結(jié)構(gòu)，且材料的循環(huán)性能變差;用LiNO3處理的樣品在0.1C下循環(huán)39次后材料的容量保持率為78％。材料Li0.25Na0.75MnO2可以當(dāng)作正極材料應(yīng)用于鈉離子電池體系中，首次放電比容量為93mAh/g，但首次充放電效率很低只有55％。全電池實(shí)驗(yàn)表明，材料在能在“Li0.25Na0.75MnO2//Li4Ti5O12”工作，首次放電比容量為141mAh/g;同時(shí)也考察了材