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本文在详细评述了锂离子电池及其正极材料研究进展的基础上,选取层状LMnO<,2>为研究对象,对其合成和掺杂改性进行了详细研究。
研究了以一水氢氧化锂、四水草酸锰、三氧化二钼为合成原料,采用高温固相分段加热法合成IAMn<,0.9>Mo<,0.1>O<,2>。其首次充电容量为160 mAh·g<-1>,放电容量为158 mAh·g<-1>。经10次充放电循环后,其充电容量为156 mAh·g<-1>,放电容量为155 mAh·g<-1>。Mo<3+>的掺杂降低了LiMnO<,2>的容量,但提高了其循环扫描稳定性和充放电稳定性,且其晶型致密细小均匀。
研究了以一水氢氧化锂、电解二氧化锰EMD、三氧化二铬为原料,直接高温固相合成LiMn<,0.85>Cr<,0.15>O<,2>。其首次充电容量为149 mAh·g<-1>,放电容量为150mAh·g<-1>。经10次充放电循环后,其充电容量为148 mAh·g<-1>,放电容量为148mAh·g<-1>。所合成的试样循环稳定性、充放电稳定性好。
研究了—水氢氧化锂、电解二氧化锰EMD、三氧化二铬、活性碳C、氟化锂为原料,采用中温固相法,利用活性碳C的还原性,合成LiMn<,0.85>Cr<0.15>O<,1.95>F<0.05>。常温下(25℃),其首次充电容量为168 mAh·g<-1>,放电容量为210 mAh·g<-1>;经18次充放电循环后,其充电容量为186 mAh·g<-1>,放电容量为163 mAh·g<-1>。高温下(55℃),其首次充电容量为194 mAh·g<-1>,放电容量为174 mAh·g<-1>;经9次充放电循环后,其充电容量为193 mAh·g<-1>,放电容量为151 mAh·g<-1>。充放电容量高,循环稳定性和充放电稳定性好。经XRD检测,它主要为o-LiMnO<,2>Mo<3+>Cr<3+>的掺杂,提高了LiMnO<,2>的循环和充放电的稳定性。Cr<,3+>、F<->阴阳离子共掺杂,既提高了IJMnO<,2>的容量,又提高了其循环和充放电的稳定性。