导电氧化物AZO对尖晶石型LiMn2O4高温性能的改善及研究.pdf

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1、第30卷第4期无机化学学报Vo1．30No．42014年4月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY725．732导电氧化物AZO对尖晶石型LiMn204高温性能的改善及研究夏丙波仇光超孙洪丹方国清2刘伟伟2张瑞雪-王宏宇2李德成，t(苏州I大学化学电源研究所，江苏省锂电池材料重点实验室，苏州215006)(常州储能材料与器件研究院，常州213003)摘要：采用溶胶凝胶法对尖晶石型LiMn204正极材料进行铝掺杂氧化锌(AZ0)包覆改性，并通过XRD、SEM、EDS、TEM、EIS、ICP—AES和充

2、放电测试等手段对其结构，形貌及电化学性能进行表征。研究结果表明，AZO包覆层有效的阻止了LiMn20颗粒和电解液的直接接触，抑制了高温下锰溶解，明显改善了LiMn0的高温循环性能。1．5wt％AZO包覆的LiMnO正极材料在高温(55~C)IC时，首次放电比容量为114mAh·g～，经过100次循环后，容量保持率仍高达95．4％，远高于未包覆LiMnO的70．6％。此外，1．5wt％AZO包覆的LiMn204表现出了优越的大倍率放电性能，在10C下放电比容量能达到99mAh·g～。关键词：锂离子电池；正极材料；溶胶凝胶法；LiM

3、n2O4；锰溶解；导电AZO；包覆中图分类号：TM911；0646；0614．111；0614．711文献标识码：A文章编号：1001．4861(2014)04—0725．08DOI：10．11862／CJIC．2014．125ImprovedElectrochemicalPropertiesofConductingAZO-CoatedSpinelLiMn204at55℃XIABing-BoQIUGuang—ChaoSUNHong-DanFANGGuo-QingLIUWei—WeiZHANGRui-XueWANGHong—YuL

4、IDe—Cheng，(KeyLoboratoryoflithium—ionbatterymaterialsofJiangsuProvince，InstituteQ厂ChemicalPowerSources，SoochowUniversity,Suzhou,Jicmgsu215006，China)(ChangzhouInstituteofEnergyStorageMaterials&Devices，Changzhou，jiangsu213003，China)Abstract：Toimprovetheelectrochemicalp

5、ropertiesofspinelLiMn2O4cathodematerial，LiMn2O4coatedwithA1dopedZnO(AZO)waspreparedbysol—gelmethod．TheeffectsofAZOcoatingonthestructuralandelectrochemicalpropertieswereinvestigatedbyXRD，SEM，EDS，TEM，EIS，ICP—AESandcharge—dischargetest．TheresultsdemonstratethatAZOcoatin

6、gcaneffectivelyobstructthedirectcontactbetweenthecathodeelectrodeandelectrolyteandsuppressthedissolutionofmanganeseintotheelectrolyte．Itisshownthat1．5wt％AZO—coatedLiMn204deliversacapacityof114mAh·g～withacapacityretentionof95．4％after100cyclesoperatedat1Crateand55℃，whi

7、chisobviouslyhigherthanthatofbareLiMn2O4(70．6％)．Moreover，1．5wt％AZO—coatedLiMn2O4presentsanexcellenthigh—ratecapabilitywiththedischargecapacityof99mAh·g～atIOCrate．Keywords：lithium·-ionbattery；cathodematerial；sol—-gelmethod；LiMnzO4；Mndissolution；conductingAZO；coated0引言

8、能源汽车以及太阳能、风能等清洁能源的快速推进．对于锂离子电池能量密度和性能的要求也越来锂离子电池作为新能源产业中的重要一环．对越高．开发新型的电极材料也已经成为了当前研究于推动新能源行业的发展具有重要的意义。随着新中的重中之重[1_5]。而尖晶石型LiMnO具有