【摘 要】
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用尖晶石锰酸锂(LiMnO)做为正极材料,以其具有三维隧道结构、较好的嵌入脱出性能、放电电压高、充电安全且锰资源丰富、成本低廉、无污染等优点,已成为取代商品化的LiCoO的首
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用尖晶石锰酸锂(LiMn<,2>O<,4>)做为正极材料,以其具有三维隧道结构、较好的嵌入脱出性能、放电电压高、充电安全且锰资源丰富、成本低廉、无污染等优点,已成为取代商品化的LiCoO<,2>的首选材料,也是最有前景的锂离子电池正极材料.采用诸如水热法,Sol-Gel法等软化学法得到的尖晶石LiMn2O4产物组分均匀,颗粒小且分布均匀、罕有团聚现象.所以许多科研小组把注意力放在软化学法上并取得了一定的成果.该文以CTAMnO<,4>为前驱物,采用高价锰还原的形式与LiOH低温水热反应,在70℃~190℃温度区间成功制备出了分别具有纳米颗粒形貌和具有球形纳米结构形貌的纯相尖晶石LiMn<,2>O<,4>.据文献调研可知,这是首次以最低70℃的条件下水热合成纯相尖晶石LiMn<,2>O<,4>.合成的纳米颗粒尺寸在~15nm且均匀,750℃培烧5h后颗粒变大但仍是均匀的纳米级颗粒;球形纳米结构是由众多一级纳米颗粒构成,球的尺寸大小为200nm左右.在合成过程中,合成时间与合成温度都对纳米结构的形成有着重要的影响.合成时间越长、温度越高越不利于纳米结构的形成.合成温度一般控制在130℃以下.制备的纳米结构热稳定性良好,以90℃水热合成的样品为例,在500℃下培烧5h后,纳米结构基本上没有被破坏.合成时间及合成温度对纳米结构的破坏与培烧对纳米结构的破坏有着不同的过程.经电化学性能测试显示,采用具有纳米结构的样品组装的电池循环性良好.以130℃水热合成并在300℃培烧5h后的样品为例,经过50次以C/2倍率充放电循环后,放电容量损失为11.4％.该文最后简单介绍了CTAMnO<,4>与NaOH,KOH的水热反映情况.在130℃以及较短的反应时间(6h)内,分别合成了两种层状锰氧化物Na-Birnessite(Na-OL-1)与K-Birnessite(K-OL-1).
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