O.7 no3-0.3LiNi12Mn12O2的共沉淀制备及电化学性能.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2012年第12期文章编号：1002—1124(2012)12—0056-03：工程师O．7no3-0．3LiNi1／2Mn1／2O2的：园她共沉淀制备及电化学性能孙言虹，邓超，尚雨，董哲，吴永新(哈尔滨师范大学化学化工学院，黑龙江哈尔滨150025)摘要：本文通过共沉淀法合成了0．7Li2MnO，一0．3LiNi。Mn。O这种正极材料，并对这种材料的结构、相组成和微观形貌进行了表征，并且进行了电化学性能测试。结果表明这种电极材料在循环测试中比容量能达到1

2、00mAh·g-，后续循环稳定性较好。关键词：锂离子电池；正极材料；共沉淀中图分类号：TM912．9文献标识码：ACoprecipitationpreparationandelectrochemicalpropertiesof0．7Li~MnO3-0．3LiNi1MnlO2SUNYan-hong，DENGChao，SHANGYu，DONGZhe，WUYong-xin(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，HarbinNormalUniversity，Ha

3、rbin150025，China)Abstract：0．7Li2MnO3-0．3LiNi】aMn垅O2weresynthesizedviaaco—precipitationreactionmethod．andtheirmorphology，structureandelectrochemicalperformancewasfocusedinthepaper．Theresultsshowedthattheinitialdischargecapacityis100mAh’g-1，andthesubseq

4、uentcyclesshowedgoodstability．Keywords：lithiumionbattery；anodematerial；CO—precipitationreactionmethod．近年来，越来越多的人的兴趣被集中在关注锂LiMnO掺杂Al、cr、co、Ni等元素使其结构稳定些，离子电池正极材料的复杂的物质组成上。过渡金属从而来提高电池的循环性能。元素Ni，co和Mn通常被混合在这些复杂的化合物Li：MnO与LiNiMn0：具有较为相似的层状的R一3m的层状结构中。这种复杂的

5、正极材料保留结构，这种层状结构的材料具有较高的比容量和比了每一种单一的过渡金属元素的优越的化学性能，较好的循环稳定性【61。用Mn和Ni代替了传统商业像是具有比较高的容量的LiNiO、具有较高工作电正极材料LiCoO中价格昂贵又有毒的Co。本文用压的LiMn：O、具有非常好的的比容量的LiCoO和碳酸盐共沉淀法制备了0．7LiMnO3—0．3LiNiMn抛0具有比较好的热稳定性能的Li2MnO，，这些都扩展这种正极材料，研究了该材料的微观结构与电化学了锂离子正极材料研究的领域。性能。其中尖晶石结构

6、的LiMn20，具有工作电压高、原料充足易得，价格低廉、环境友好等特点，而1实验部分LiCoO这种正极材料由于co元素资源比较紧缺，且co元素有毒等限制因素导致LiMn20是很有希1．1仪器与试剂D8型x射线粉末衍射仪(bruker—axs公司)；望替代商业化LiCoO的正极材料之一【31。但因LiMn：O循环容量比较低，热稳定性差，阻碍了其商S-4800350型扫描电镜含能谱仪(Et本日立公司)；业化发展。LiMn20容量衰减的主要原因是由于高精度电池电池检测仪(深圳市新威尔电子有限公JahnT

7、eler效应导致的。但Li2MnO3与LiMn204的司)。合成物质材料造价基本相同，但合成却比较容易且Co(SO4)3，Na2CO3，NH3"H20，MnSO4，MnSO4，NiSO4，热稳定性和循环性能也比较好。目前，主要通过向均为分析纯。1．2电极材料的制备将NiSO和MnSO按照一定的比例配制成混收稿日期：2012—10—09合溶液，并在其中加入适量的Na2CO，溶液和NH，·作者简介：孙言虹(1986一)，女，黑龙江绥化市人，在读硕士研究生，主HO，匀速滴加上述溶液，控制反应的pH值、反

8、应的要研究方向：电化学。导师简介：邓超(1978一)，女，副教授，博士，研究方向：电化学。温度等参数，用此共沉淀法得到前驱体。将制得的58孙言虹等：0．7Li2MnO-0．3LiNinMn0：的共沉淀制备及电化学性能2012年第12期量的保持率约为97％。从总的放电比容量一循环次数图来看，图中各点的分布情况证明了该列材料具有比较好的循环稳定性。总体来说，放电容量随着循环次数的增加呈现出了一定的下降趋势。但在前13的周循环过程中，随着反复的充放电行为的进行，容量却略有上升，原因是电池