低热固相反应制备锂离子电池正极材料及其嵌锂性能的研究

摘要

本论文较系统地考察了低热固相反应法合成锂离子电池正极材料的可行性问题，研究了工艺条件对材料的晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌及电化学性能等的影响，探讨了低热固相反应的机理，并通过引进“恒压-恒流充电容量比”的概念，给出了一种测定锂离子嵌入／脱出固相扩散系数的新方法。全文共分为六章，主要内容如下：1、以醋酸锰、氢氧化锂和柠檬酸为原料，采用低热固相反应法合成了尖晶石LiMn_2O_4正极材料。通过元素分析、红外光谱、质谱和热重/差热分析对前驱体的组成、结构、合成反应机理及热分解过程进行了研究。结果表明通过低热固相反应法可在全固相条件下得到锂离子与锰离子达到分子级混合水平的前驱体，其组成基本上与分子式LiMn_2C_(10)H_(11)O_(11)相吻合。前驱体的焙烧温度和焙烧时间对LiMn_2O_4样品的晶相结构有很大的影响，焙烧温度高于750℃时，应采用分段焙烧工艺以防止局部高温形成Li_2MnO_3杂质。先在500℃焙烧2小时，然后在750℃下焙烧8-16小时左右所得样品具有很好的电化学性能，首次充放电容量达120mAh.g~(-1)，循环充放电50次后容量损失在15％左右。

目录

摘要

第一章 绪论

第二章 低热固相反应法制备尖晶石结构LiMn_2O_4及其结构、微观形貌与电化学性能研究

第三章 低热固相反应法制备LiCoO_2及其掺镍化合物的结构与电化学性能表征

第四章 r-LiMnO_2的合成、结构及电化学性能研究

第五章 恒压充-恒流充电容量比(RPG)的理论分析及应用及其在固定扩散系数测定中的应用

第六章 低热固相反应的反应机理研究

总结

致谢

参考文献

附录A: 文中符号的意义

附录B: 已发表与接收的论文