錳氧化物鋰離子電池電極材料的制備與性能研究.pdf

1、開發(fā)高性能低成本的電極材料是提高鋰離子電池性能、推進(jìn)其在可再生能源及電動(dòng)汽車等領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。錳化合物由于具有比容量高、資源豐富、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，成為鋰離子電池電極材料的研究熱點(diǎn)。其中，正極材料正交相LiMnO2(o-LiMnO2)、負(fù)極材料Mn2O3和MnO由于具有相對(duì)較高的比容量或較低的電動(dòng)勢(shì)，得到了特別的關(guān)注。本論文的主要研究工作如下:
　　以Mn2O3和LiOH為反應(yīng)物，利用水熱法制備了o-LiMnO2，研究了水熱

2、反應(yīng)參數(shù)，包括水熱溫度、LiOH和Mn2O3的濃度對(duì)產(chǎn)物o-LiMnO2相純度的影響。研究發(fā)現(xiàn)增大LiOH濃度有利于合成純相的o-LiMnO2;當(dāng)水熱溫度低于140℃時(shí)，得不到純相的o-LiMnO2，產(chǎn)物為o-LiMnO2和Li2MnO3的混合相。純相o-LiMnO2比o-LiMnO2和Li2MnO3混合相的比容量高，但是后者具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　使用三種不同的表面活性劑（陽離子型十六烷基三甲基溴化銨CTAB、陰離子型十二烷

3、基硫酸鈉SDS和中性聚乙烯吡咯烷酮PVP）作為軟模板劑，利用室溫沉淀法制備了不同形貌的MnCO3前驅(qū)物。當(dāng)以PVP作為軟模板劑時(shí)，將反應(yīng)方式由沉淀法變?yōu)樗疅岱?，并改變了乙醇和水的體積比以及CO32-源（NaHCO3和尿素）。通過煅燒MnCO3，得到了多孔立方塊、規(guī)則球形和核桃狀球形的Mn2O3，并系統(tǒng)地研究了Mn2O3形貌和其作為鋰離子電池負(fù)極材料的性能之間的關(guān)系。具有核桃狀球形形貌的Mn2O3具有最好的循環(huán)性能，在電流密度為100 m

4、A g-1時(shí)，循環(huán)180圈后的放電容量為925 mAh g-1。由多孔立方塊和球形組成的Mn2O3具有優(yōu)異的倍率性能，當(dāng)電流密度從100 mA g-1增加為2000 mA g-1時(shí)，放電容量從～872mAh g-1減小為～361 mAh g-1。
　　采用沉淀法制備了MnC2O4前驅(qū)物，將MnC2O4浸漬不同量的葡萄糖后在不同的溫度下煅燒得到多孔MnO@C，研究了葡萄糖浸漬量和煅燒溫度對(duì)MnO@C電化學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)合適的碳