陶瓷工艺学结课论文高温长寿命功率型尖晶石锰酸锂的设计和研究进展(编辑修改稿)

陶瓷工艺学结课论文高温长寿命功率型尖晶石锰酸锂的设计和研究进展(编辑修改稿)内容摘要：

后衰减率分别为 10％和 4％。 Zhang Peifang 等以硝酸锂和醋酸锰为原料，柠檬酸作为螯合剂， 700℃煅烧 10h，所制得的锰酸锂初始放电容量可达 125． 9mA•h/g，循环 6 次后，容量为 •h/g，容量下降较小。 3 发展趋势 锂离子电池由于高放电电压 ,长循环寿命 ,高放电比容量 ,高体积能量密度 ,高环境安全性 ,轻便快捷等优点成为化学电源应用领域中最具有竞争力的产品之一。 目前 ,广泛应用于混合电动汽车 (HEV)、电动汽车 (EV)以及笔记本电脑、手机和数码相机等电子信息产品市场。 然而 ,电极材料的研究是目前电池发展的关键。 因此 ,合成出稳定的结构、规则的形貌、优良的性能 (高能量密度、高功率密度、低成本 )的绿色无污染的电池材料是当今和未来的研究重点。 在这众多制备方法中，制备的尖晶石型 LiMn2O4 都存在容量损失，尤其在高温条件下（ 55℃以上），无论在循环过程还是充放电储存过程，均存在不可逆容量损失，使得其循环寿命缩短。 克服尖晶石型 LiMn2O4 作为锂离子电池正极材料的不足，改进现有的合成工艺，积极索求新的合成方法，对尖晶石型 LiMn2O4 进行改性研究以提高锂离子电池的初始比容量，改善其循环性能，提高其容量保持能力是今后锂离子电池发展的新趋势。 无机非金属材料工艺学 5 4 高温长寿命功率型尖晶石锰酸锂 的制备 本文合成的尖晶石 锰酸锂 及其锰酸锂的改性 ,主要以微球形 MnCO3模板 ,与低共 熔锂盐，掺杂 的金属离子研磨均匀 ,在经过低温预煅烧和高温煅烧过程得到所需的产物 ,其制备工艺如图 2 所示 : 多孔微球形碳酸锰的制备 按照摩尔比 1:3的比例称取原料 MnCl2H20和尿素加入到以乙二醇为溶剂的溶液中 ,加入一定量的聚乙二醇 800 作为表面活性剂 ,在磁力揽拌器的作用下 ,搅拌混合均匀 ,得到均相混合液。 将上述混合均匀的溶液转移至 50mL 聚四氟乙烯的反应釜中 (填满该容积的 2/3),设定加热箱的温度 ,将反应爸放入加热箱 ,在设定温度下保温 12h,待加热箱的温度自然冷却到室温。 将反应釜里面的溶剂倒掉 ,用去离子水洗 漆所得到的沉淀产物 3 次 ,之后用酒精过滤洗潘 3 次 ,在 80℃ 下干燥得到白色的多孔微球形 MnC03粉末。 具体的制备流程如图 3 所示 : 无机非金属材料工艺学 6 多孔微球形锰酸锂的制备 以上述合成的多孔微球形 MnC03 为前驱体模板 , 与低共熔锂盐 ((OH))按照 2: 的比例 ,研磨数次混合均匀 后 ,得到的均相混合物放在刚玉坩埚里。 然后在 200℃ (低共熔锂盐熔点 )下锻烧 3h,使共融锂盐充分浸渍到多孔的 MnC03微球里 ,达到充分混合 ,最后在 700℃ 下锻烧 8h,得到黑色的多孔微球形 LiMn2O4， 其工艺流程如图 4 所示。 多孔微球形锰酸锂改性材料的制备 改性锰酸锂与多孔微球形锰酸锂的合成方法相同 ,模板法与低共溶盐插入相结合。 将低共溶锂盐、 MnC03前驱体与掺杂离子研磨混合均匀后 ,在高温条件下煅烧得到改性 锰酸锂 材料 ,其工艺流程图如图 5 所示。 无机非金属材料工艺学 7 5 材料的电化学性能测试研究 扣式电池的制作 正极材料的制备首先将正极材料、导电剂 (乙炔黑 )等在 lO0℃的干燥箱中干燥数小时后 ,将活性物质、导电剂乙炔黑、聚偏二氟乙烯 (PVDF)按照 8:1:1 的质量比混合 ,放在小烧杯中 ,再加入一定量的 N甲基吡咯烷酮 (NMP),放在磁力搅拌机上搅拌 69h 后 ,待充分混合形成 均匀 糊状物。