纯相Li2MnO3薄膜的制备及作为锂离子电池正极材料的电化学行为.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)OctoberActaP．一Chim．Sin．2014，30(1O)，1855-18601855【Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201407151www．whxb．pku．edu．cn纯相Li2MnO3薄膜的制备及作为锂离子电池正极材料的电化学行为郑杰允汪锐李泓(中国科学院物理研究所，北京100190)摘要：采用固相烧结法制备了纯相LiMnO。正极材料及靶材，采用脉冲激光沉积(PLD)法在氧气气氛、不同温度下沉积了LiMnO薄膜．通过X射线衍射(XR

2、D)~I拉曼(Raman)~谱表征了薄膜的晶体结构，采用扫描电镜fSEM)观察薄膜形貌及厚度，利用电化学手段测试了LiMnO薄膜作为锂离子电池正极材料性能．结果表明，PLD方法制备的纯相LiMnO。薄膜随着沉积温度升高薄膜结晶性变好．25。C沉积的薄膜难以可逆充放电，400。C沉积的薄膜具有较高的电化学活性和循环稳定性．相对于粉末材料，400与600。C制备的LiMnO。薄膜电极平均放电电位随着循环次数的衰减速率明显低于相应的粉体材料．关键词：Li：MnO。薄膜：正极材料：脉冲激光沉积：电位衰减：锂离子电池中图分类号：06

3、46FabricationandElectrochemicaIBehaviorofaPure-PhaseLi2MnO3ThinFiImforCathodeMateriaIofLi-IonBatteriesZHENGJie—YunWANGRuiLIHong(InstituteofPics，ChineseAcademyofSciences，Beij'ing100190,R．China)Abstract：Li2MnO3materialsweresynthesizedbysolidstatereactions．AseriesofL

4、i2MnO3thinfilmswerefabricatedatdifferenttemperaturesunderO2bypulsedIaserdeposition(PLD)usingahome．madeLi2MnO3target．Thestructureandmorphologyoftheas-preparedLi2MnO3thinf¨mswerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)，Ramanspectroscopy,andscanningelectronmicroscopy(SEM

5、)．TheirelectrochemicaIperformancewasalsoinvestigated．TheresultsshowthatthecrystallinityofthethinfiImsincreasedwithallincreaseindepositiontemperature．andthethinfiImelectrodepreparedatIowerthan25。Cdidnotworkwel1．ThehighestelectrochemicaIactivitywasachievedbythethinf

6、iImdepositedat400。C．andthisresultisconsistentwithourpreviousreportonpowdermaterials．TheLi2MnO3thinfiImele~rodesdepositedat400and600。CexhibitedIowerdischargevoltagedecayuponcyclingcomparedwiththepowderelectrode．KeyWords：Li2MnO3thinfiJm：Cathodematerial；Pulsedlaserde

7、position；PotentialdecayLi-ionbaRe~1引言质的层状富锂相材料引起了广泛关注．锂离子电池自1992年商业化以来已经在消费富锂相正极材料可以看成是LiMnO与LiMO：类电子产品及电动交通工具等领域取得广泛应用．(M=Ni，Co，Mn中一种或一种以上的组合)的复合为了进～步提高电池的能量密度，大量的研究致力物，可表示为xLi2MnO3·(1一x)LiMO：．Numata等于于开发高容量正负极材料．兼具高容量与高电压性1997年首次报道LiCoO．Li：MnO，固溶体材料，设定Received：M

8、arch17，2014；Revised：July14，2014；PublishedonWeb：July15，2014．Correspondingauthor．Email：hli@iphy．ac．cn；Tel：+86—10—82648067．TheprojectwassupportedbytheNatio