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锂离子电池正极材料磷酸锰锂合成方法的研究

秦明

  锂离子电池因其环境污染小,比容量高,循环性能优良等优点而备受关注,正极材料作为锂离子电池的重要组成部分,对其性能意义重大。 本文对LiMnPO4和LiFePO4正极材料的结构以及电化学性能进行了对比。橄榄石型正极材料因具有较高的工作电压、成本低、环境友好等特点而受到人们的关注。然而,Yamada等用第一原理计算表明,电子在LiFePO4中发生跃迁的能隙为0.3eV,有半导体特征,而LiMnPO4为2eV,电子导电性极差,属于绝缘体。合成能够可逆充放电的LiMnPO4非常困难。 本文探索了LiMnPO4的合成工艺,分别采用固相法和液相法合成了LiMnPO4正极材料。XRD分析表明,用固相法加热到400℃,样品有明显的Mn3(PO4)2和Li3PO4杂相;加热到600℃时,样品有少量杂相;加热到800℃时,样品获得了纯相的LiMnPO4。从SEM图像看出,固相法获得的样品形貌随着温度的升高颗粒会变的粗大,导致锂离子的扩散路径增大,从而影响电化学性能。 对600℃时合成的LiMnPO4进行充放电测试,结果表明材料能可逆充放电,且首次放电容量接近100mAh/g,但样品的高倍率放电性能差,循环容量衰减快,性能有待提高。对其进行交流阻抗测试发现,随着放电的进行,电化学反应阻抗不断增大,说明荷电量越高,界面电化学反应速度越快。……   
[关键词]:锂离子电池;正极材料;LiMnPO_4;合成;电化学性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东科技大学2010年