Study of Ti Substituted Spinel and Lithium-rich Manganese-based Cathode Materials for Lithium Ion Battery

摘要

在各种锂离子电池正极材料中，锰基材料具有安全性能高、造价低、环境友好等特点，因此，锰基氧化物材料一直是锂离子电池正极材料的研究重点。在锰基材料中，基于一个Li+离子可逆脱嵌的尖晶石材料LiMn2O4目前已经实现商业化生产，由于其结构中仍然存在多个空位，在宽电位区间理论上可以实现两个Li+离子在Mn2O4骨架结构的嵌入和脱出，实现更高的容量。但是Mn2O4骨架结构中嵌入两个Li+离子时会导致严重的容量衰退，因此商业应用中仅将该材料做为4V材料使用。前期的研究发现，Ti取代可以稳定LiMn2O4的循环性能，但对其取代后材料的充放电过程以及充放电过程中结构变化的研究较少，材料的构效关系亟待深入研究。...