【摘 要】
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本文综述了目前锂离子电池正极材料的发展概况，重点论述了正极材料LiMn2O4的容量衰减机制及改进方法。首先，完善了LiMn2O4的柠檬酸络合溶胶-凝胶法合成工艺，研究了络合剂加入量这一因素对材料性能的影响，确定的最佳量为Li盐和Mn盐摩尔数总和的1.2倍。在此条件下合成的产品，具有良好的尖晶石结构，放电初始容量为102.8mAh/g，30个循环后容量衰减率为2.54％。采用优化的柠檬酸络合溶胶-凝
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本文综述了目前锂离子电池正极材料的发展概况，重点论述了正极材料LiMn2O4的容量衰减机制及改进方法。
首先，完善了LiMn2O4的柠檬酸络合溶胶-凝胶法合成工艺，研究了络合剂加入量这一因素对材料性能的影响，确定的最佳量为Li盐和Mn盐摩尔数总和的1.2倍。在此条件下合成的产品，具有良好的尖晶石结构，放电初始容量为102.8mAh/g，30个循环后容量衰减率为2.54％。
采用优化的柠檬酸络合溶胶-凝胶法合成工艺，合成了阳离子掺杂尖晶石LiMn2-xMxO4(M=Co，Al，La，Nd，Y，Mo)以及阴离子掺杂尖晶石LiMn2O4-yQy(Q=F，C1)，确定了最佳掺杂量。通过XRD表征了样品的晶体结构，确定了样品均具有良好的尖晶石结构；采用充放电循环测试了样品的电化学性能，表明掺杂改性在一定程度上起到了提高材料电化学性能的作用。
在此基础上，合成了复合掺杂尖晶石LiMn2-xMxO4-yQy(M=Co，Al，La，Y，Nd；Q=F，Cl)，通过XRD、TEM对其晶体结构和粒径进行表征，结果表明，各样品具有良好的尖晶石结构，粒径达到亚微米级。充放电循环测试表明，通过复合掺杂能够有效的提高材料的电化学性能。对尖晶石型LiMn2O4进行了Co-F以及Al-Cl复合掺杂，各种复合掺杂方案中性能较好的样品为LiMn1.88Co0.12O3.8F0.2和LiMn1.9Al0.1O3.9Cl0.1，其初始容量分别为107.5mAh/g和105.2mAh/g，55℃，25次循环后容量衰减率分别为4.56％和4.37％。对样品进行了稀土金属离子及F-的复合掺杂，虽然样品高温性能没有较大改善，但其常温电化学性能较好，合成了三种掺杂样品LiMn1.99Y0.01O3.9F0.1、LiMn1.99Nd0.01O3.9F0.1和LiMn1.99La0.01O3.9F0.1，初始容量分别为113.5mAh/g、113.6mAh/g和108.5mAh/g，室温下25次循环后容量衰减率分别为7.58％、2.37％和3.69％。
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