论文部分内容阅读
由于尖晶石型锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4具有4.7V的高电压放电平台,高的放电比容量及优秀的循环性能,近年来备受关注。本论文采用高温固相法,固相高温球磨法、溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶高温球磨法分别制备LiNi0.5Mn1.5O4,采用XRD、SEM、电化学测试等现代测试手段对材料进行表征。具体结果如下：(1)用高温固相法制备LiNi0.5Mn1.5O4,结果表明,900℃焙烧18h制备的材料具有优秀的电化学性能。材料的空间群为Fd3m,但有LixNi1-xO杂质。0.1C倍率下,最高放电比容量为121mAh·g-1,循环40次后,放电比容量为117.8mAh·g-1。0.5C和1C倍率下,首次放电比容量分别为103.2和95.2mAh·g-1,循环20次后容量几乎没有衰减。(2)用固相高温球磨法制备LiNi0.5Mn1.5O4,讨论了500℃和600℃时焙烧2h制备材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明,600℃时制备的材料为纯相LiNi0.5Mn1.5O4,具有Fd3m空间群,电化学性能较好。0.1C倍率下,首次放电比容量为111.2mAh·g-1,40次充放电循环后,放电比容量为109.2mAh·g-1。0.5C和1C倍率下,首次放电比容量分别为104.6和94.5mAh·g-1,循环20次后容量保持率分别为99.52%和97.78%。(3)用溶胶-凝胶法制备LiNi0.5Mn1.5O4,结果表明,800℃焙烧6h制备的材料具有优秀的电化学性能。材料的空间群为Fd3m,但有微量LixNi1-xO杂质。0.1C倍率下,首次放电比容量为127.4mAh·g-1,循环40后容量几乎没有衰减。0.5C和1C倍率下,首次放电比容量从118.5mAh·g-1减小到104.5mAh·g-1,循环20次后容量衰减较少。(4)用溶胶-凝胶高温球磨法制备LiNi0.5Mn1.5O4,讨论了500℃和600℃时焙烧2h制备材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明,600℃时制备的材料电化学性能较好,材料为纯相的LiNi0.5Mn1.5O4,空间群为Fd3m。0.1C倍率下,首次放电比容量为122.8mAh·g-1,40次充放电循环后,放电比容量为113.7mAh·g-1。0.5C和1C倍率下,首次放电比容量分别为104.3mAh·g-1和93.6mAh·g-1,循环20次后容量几乎没有衰减。