高电位镍锰酸锂的合成及其改性
本文利用纳米砂磨辅助的高温固相法，设计并合成出一种新型尖晶石Li2Ni0.5Mn1.5O4正极材料。通过控制合成过程中的砂磨时间，固含量，砂磨转速，合成温度等关键因素，得到了合成Li2Ni0.5Mn1.5O4样品的最佳工艺路线。将Li2CO3，MnCO3,NiO等原料按照15%固含量在去离子水中搅拌混合，之后以2500r/min的转速砂磨处理120min,前驱体在空气氛围下的最佳煅烧温度为800℃。对Li2Ni0.5Mn1.5O4样品进行一系列性能表征结果显示：锂离子的嵌入并未改变样品晶胞结构，Li2Ni0.5Mn1.5O4仍保持尖晶石结构，Li2Ni0.5Mn1.5O4样品首次充电比容量达到282.2mAhg-1，和其理论充电比容量282.6mAhg-1十分接近，首次放电比容量达到260.4mAhg-1，能量密度高达890Whkg-1，远远高于其他的商业化正极材料。 为了进一步提升Li2Ni0.5Mn1.5O4电化学性能，我们还对其进行了硼硅酸锂改性研究。XRD物相和电化学性能比较表明最佳包覆比例为0.04wt%，TEM观察到非晶硼硅酸锂确实包覆在Li2Ni0.5Mn1.5O4样品表面。对包覆前后Li2Ni0.5Mn1.5O4样品在多次循环后的隔膜进行XPS分析，发现硼硅酸锂的包覆能有效抑制过渡金属在高压电解液中的溶解。0.04%硼硅酸锂包覆的Li2Ni0.5Mn1.5O4样品，在0.05C下，100次充放循环后容量保持率从未包覆的68%提升到83%，在0.1C，0.2C，0.5C，1C不同倍率下放电比容量也有非常大的提升。上述结果表明硼硅酸锂的包覆能有效提升Li2Ni0.5Mn1.5O4样品循环性能和倍率性能，使得该材料具备更高的应用潜力。
高电位镍锰酸锂;高比容量;硼硅酸锂;包覆改性;纳米砂磨
上海应用技术大学
硕士
材料化学工程
常程康
2020
中文
TQ131.11;TM912
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）