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电池正极材料的微波合成
来源:湖南长仪微波科技有限公司作者:长仪微波网址:http://www.changemw.com
文章附图

   LiFePO4、LiMn2O4、LiCoO2是常见的锂离子电池正极材料,由于具有原材料价格低廉、安全性好、环保等特点得到了广泛的关注和应用。采用微波合成锂离子电池正极材料具有合成周期短、高效节能、材料电比容量大、性能稳定等优点。

1、在以草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵为原料,微波焙烧合成LiFePO4,焙烧3-10min即可完成材料的制备。材料电性能检测0.1C下放电电容可达140.0mAh/g。

2、阻碍锂离子电池正极材料LiMn2O4发展的主要原因是循环过程中容量衰减严重。目前大量科研工作的研究均在需求改善LiMn2O4循环性能的制备方法。

采用微波模板法制备Co掺杂的LiMn2O4尖晶石材料,并对材料进行表征,结果发现:样品是球形颗粒,粒径分布范围窄,比表面积较大,因而电化学活性点多;Co与Mn均匀分布于立方晶系的16 d位置,Co与Mn之间存在的协同作用,使得尖晶石LiMn2O4材料的立方晶胞的体积减小,在Li+的脱出和嵌入过程中,晶胞的变形性减小,这样可以避免Li+的反复脱出和嵌入而造成的晶格塌陷,从而有效延长样品的循环寿命,提高其动态结构稳定性。同时电化学测试结果表明:掺杂Co的样品与纯LiMn2O4相比,循环性能得到提高。

同样研究发现,在多次充放电过程中,由于LiCoO2的锂离子的反复嵌入和脱出,使其结构多次收缩和膨胀发生改变,导致LiCoO2发生粒间松动而脱落,使内阻增大,容量减小。

微波合成法制备了含添加元素分别为P、Al、La的正极材料LiCoO2。添加P时,可提高LiCoO2的放电电压和快速充放电能力提高;添加Al元素时,可提高LiCoO2的放电平台、而且放电平稳;添加La元素的时,可提高LiCoO2的放电平台和电池的可逆容量。

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