【摘 要】
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采用溶胶凝胶合成法制备锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4，详细研究了合成条件对产物结构和电化学性能的影响。结果表明以LiBr为Li源，乙酸锰为锰源采用溶胶凝胶法制备尖晶石锂锰氧的最佳实验条件是：Li/Mn=1.05/2；合成时溶液pH=7.5;采用分段式升温，以8℃/min从室温升温到450℃，保温5小时；再以5℃/min的升温速率升温到650℃，恒温12小时，然后自然冷却到室温。对LiMn2
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采用溶胶凝胶合成法制备锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4，详细研究了合成条件对产物结构和电化学性能的影响。结果表明以LiBr为Li源，乙酸锰为锰源采用溶胶凝胶法制备尖晶石锂锰氧的最佳实验条件是：Li/Mn=1.05/2；合成时溶液pH=7.5;采用分段式升温，以8℃/min从室温升温到450℃，保温5小时；再以5℃/min的升温速率升温到650℃，恒温12小时，然后自然冷却到室温。
对LiMn2O4体相掺杂的LiMn2-xVxO4,LiMn2-xLaxO4和LiMn2-x-yNixCoyO4进行了XRD、SEM、XPS和电化学性能测试，结果表明，掺杂提高了结构稳定性和电化学稳定性。其中稀土元素La掺杂有利于抑制LiMn2O4尖晶石的Jahn-Teller效应，从而提高材料的循环稳定性。LiMn1.95V0.05O4正极材料的初始放电容量较低为110.2mAh/g，前12循环，放电容量随循环次数增加而增加，随后才随循环次数增加而衰减。Ni-Co二元掺杂LiMn1.9Ni0.05Co0.05O4，在室温下以0.2C电流进行充放电循环36次，电池初次放电容量容量为139.0mAh/g，循环36次后，容量保持率为96.4％，表现出良好的循环性能。
研究了MgO包覆LiMn2O4和LiMn2-x-yNixCoyO4的尖晶石正极材料。XRD，SEM、XPS分析显示，表面包覆的试样具有晶粒表层富含Mg的尖晶石型结构，Mg以MgO形式存在尖晶石表层中，其晶体形貌完整，粒度分布均匀且平均粒度在2μm左右，具有较好的电化学性能和结构稳定性。
研究了LiMn2O4的Jahn-Teller效应。利用溶胶凝胶法制备富锂尖晶石Li1+xMn2-xO4，通过X射线衍射，c/a和[Mn4+]/[Mn3+]比值等参数来研究合成条件对材料LiMn2O4的Jahn-Teller效应的影响。结果表明当煅烧温度t=650℃，x=0.05时有利于抑制Jahn-Teller效应。制备了包覆MgO的阳离子掺杂LiMxMn2-xO4(M=Li,Ni-Co)正极材料。研究表明MgO表面改性后的正极材料Li1.05Mn1.9Co0.05Ni0.05O4循环性能明显增强，抑制Jahn-Teller效应最好。
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