新型鋰離子電池材料的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、作者在綜述了大量有關(guān)鋰離子電池電極材料的研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，對(duì)鋰離子電池電極材料的改性和合成提出了一系列新穎的思路，并對(duì)所合成電極材料的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。詳細(xì)內(nèi)容可歸納如下： 1、作者通過(guò)高溫固相分段反應(yīng)的路線，成功地合成出一系列Sc3+摻雜的尖晶石型LiScxMn2-xO4材料(x=0.01、0.02、0.06、0.10)。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，Sc3+的摻雜能夠顯著改善尖晶石型LiMn2O4材料的電化學(xué)性能，50次循環(huán)后容量

2、的衰減小于初始容量的10％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未摻雜的尖晶石型LiMn2O4材料。 2、我們通過(guò)低溫離子交換的方法，以層狀結(jié)構(gòu)的鈉水錳礦為前驅(qū)，成功地在低至80℃的條件下合成納米級(jí)的尖晶石型LiMn2O4正極材料，并對(duì)其反應(yīng)機(jī)理以及電化學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明：所合成的尖晶石型LiMn2O4正極材料為納米粒子構(gòu)型，材料經(jīng)真空干燥處理后，表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。首次放電容量達(dá)到125mAh/g，30次循環(huán)后容量衰減小于20％。整個(gè)離

3、子交換合成路線的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，能耗小。而且，在一次合成之后，溶劑正己醇還可以回收，再利用，降低了成本。 3、作者通過(guò)低溫水熱礦化反應(yīng)的方法，以KNO3為礦化劑，成功地在140℃的低溫下合成了形貌完備，直徑均一的β-MnO2納米線，并深入研究和探討了β-MnO2納米線的形成機(jī)理。結(jié)果表明：(a)δ-MnO2相是β-MnO2納米線生長(zhǎng)過(guò)程中非常重要的中間相，產(chǎn)物經(jīng)歷了由非晶態(tài)轉(zhuǎn)化至δ-MnO2相，繼而轉(zhuǎn)化

4、為β-MnO2相的生長(zhǎng)過(guò)程；(b)反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)β-MnO2納米線的生成具有決定性的影響；(c)反應(yīng)中礦化劑的用量以及礦化劑的種類決定了最終產(chǎn)物的形貌。 4、探索了新型鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法。(1)以KNO3作為礦化劑通過(guò)低溫水熱礦化合成路線，制備了ZnO劍麻狀三維納米材料。產(chǎn)品形貌均一，三維納米結(jié)構(gòu)的產(chǎn)率在90％以上。電化學(xué)測(cè)試表明：所合成的ZnO三維納米結(jié)構(gòu)的初次放電容量可達(dá)到2160mAh/g，30次循環(huán)之后，放電

5、容量仍有850mAh/g。(2)通過(guò)低溫水熱合成路線，以PVP作為表面活性劑，成功合成了一系列CeO2的球形納米材料。研究了表面活性劑種類以及反應(yīng)物中Ce(NO3)3·6H2O的用量CeO2球形納米材料的形貌以及粒徑的影響，并對(duì)材料做了電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明：(a)表面活性劑PVP在CeO2球形納米材料的形成過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用；(b)通過(guò)改變反應(yīng)物中Ce(NO3)3·6H2O的用量，可以對(duì)CeO2球形納米材料的粒徑進(jìn)行有效的控制；