高容量的Li1.1Mn2O3.95F0.05锂离子二次电池正极材料

摘要/Abstract

以无水乙醇为分散剂在行星式球磨机中对原料进行预处理后，经固相反应制备了富锂化合物Li1.1Mn2O3.95F0.05,并以该化合物作为锂离子二次电池正极材料，进行了电化学测试。结果表明，加氟后的富锂化合物Li1.1Mn2O3.95F0.05可与LiCoO2相比，可逆容量高达143nA·h/g，且具有良好的循环稳定性，循环115次后，容量保持率在95%以上。SEM和TEM的表征，说明该方法制备的样品颗粒均匀，具有较好的晶体外观,XRD表征，说明该化合物具有完美的尖晶石结构。锂含量的原子吸收光谱(AAS)表征说明该化合物为富锂化合物Li1.1Mn2O3.95F0.05。电化学测试结果和SEM,TEM,AAS表征支持掺氟后的富锂化合物Li1.1Mn2O3.95F0.05晶胞内空缺增大，使锂离子的嵌入脱出更加容易，并且使更多的锂离子参与嵌入脱出反应。

关键词: 氧化锰, 氧化锂, 氟化合物, 锂离子电池, 电极材料, 扫描电子显微镜, 透射电子显微术, Ｘ射线衍射分析

The compound, Li1.1Mn2O3.95F0.05 was synthesized by means of solid - state reaction with precursors ball-milled in planetary micro-mill with alcohol as dispersing liquid, and was electrochemically tested as a cathode material for lithium rechargeable battery. The results showed that the performance of the compound was good, which had a surprising reversible capacity, up to 143mA·h/g, which was almost equivalent to that of LiCoO2. Furthermore, it exhibited satisfactory cyclic stability, with above 95% retainable capacity after cycling 115 times. SEM and TEM showed the sample were uniform particles with good crystal morphology. XRD analysis identified that the compound had a spinel structure of LiMn2O4. Atomic absorption spectroscope (AAS) proved that this compound was Li-rich Li1.1Mn2O3.95F0.05. Electrochemical test results, SEM, TEM, XRD and AAS supported that in Li-rich Li1.1Mn2O3.95F0.05, the added fluorine made the crystal space becoming larger and the intercalation- deintercalation of lithium ions was much easier and more lithium ions were involved into the reaction.

Key words: MANGANESE OXIDE, LITHIUM OXIDE, FLUORINE COMPOUNDS, SCANNING ELECTRON MICROSCOPES, TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY, X-RAY DIFFRACTION ANALYSIS

中图分类号:

O646

引用此文

陈召勇,刘兴泉,贺益,于作龙. 高容量的Li1.1Mn2O3.95F0.05锂离子二次电池正极材料[J]. 化学学报, 2001, 59(9): 1380-1383.

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