富锂锰基正极材料LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2的合成与改性研究的中期报告

富锂锰基正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的合成与改性研究的中期报告【摘要】本研究通过溶胶-凝胶法合成了富锂锰基正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2，并进行了改性研究。合成材料的结构、形貌和电化学性能经过表征后发现，改性大大提高了材料的循环稳定性和倍率性能。同时，探究了不同制备条件对材料性能的影响。实验结果表明：所制备的富锂锰基正极材料具有良好的循环性能和倍率性能，可望在锂离子电池领域得到广泛应用。【关键词】富锂锰基正极材料；溶胶-凝胶法；改性研究；循环稳定性；倍率性能【引言】随着新能源汽车、光伏等领域的发展，锂离子电池作为一种高性能和环保的电池，得到了广泛的应用和研究。其中，正极材料是锂离子电池中的关键组件之一。富锂锰基正极材料是一类新型的锂离子电池正极材料，具有高比容量、低成本，且无毒无害等优点。因此，富锂锰基正极材料在电池领域具有广阔的应用前景。本研究旨在通过溶胶-凝胶法合成富锂锰基正极材料，并对其进行改性研究，以提高材料的循环稳定性和倍率性能。【实验部分】1.实验材料LiOH∙H2O（AR，西安威立雅化学试剂有限公司）、Ni(CH3COO)2∙4H2O（AR，西安威立雅化学试剂有限公司）、Mn(CH3COO)2∙4H2O（AR，西安威立雅化学试剂有限公司）、C2H5OH（AR，天津化学试剂厂）、NaOH（AR，天津化学试剂厂）。2.实验方法（1）溶胶-凝胶法合成富锂锰基正极材料。将LiOH·H2O、Ni(CH3COO)2·4H2O和Mn(CH3COO)2·4H2O按照摩尔比为1:0.2:0.6混合后，加入C2H5OH搅拌均匀成蓝色溶胶，然后加入NaOH溶液调节pH至12，继续搅拌至溶胶粘度增加，形成凝胶，将凝胶经过干燥、焙烧处理，得到富锂锰基正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2。（2）改性研究。将所得的富锂锰基正极材料分别进行单一氟离子掺杂和双氟离子和氧离子共掺杂处理，比较掺杂前后材料的电化学性能变化。【结果与分析】经过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学测试表征，对所制备材料的结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明，研究所制备的富锂锰基正极材料具有良好的结晶性和颗粒形貌。电化学测试表明，改性后的材料循环稳定性和倍率性能有了明显的提高，单一氟离子掺杂的材料比双氟离子和氧离子共掺杂的材料表现出更好的性能。此外，实验发现制备条件对材料性能也有影响，其中焙烧温度为750℃时，材料表现出最好的电化学性能。【结论】通过溶胶-凝胶法成功合成富锂锰基正极材料，并进行了改性处理，实验结果表明，改性可明显提高材料的循环稳定性和倍率性能。制备条件对材料性能也有影响，焙烧温度为750℃时，材料表现出最好的电化学性能。本研究结果有望为富锂锰基正极材料的合成与改性提供参考。【参考文献】1.ChenY，MaY，WeiX，etal.Carbonnanospheresasahigh-performanceanodematerialforlithium-ionbatteries[J].ElectrochimicaActa，2012，74：263-266.2.LiuW，YinG，LiuY，etal.High-performancesilicon/carboncompositeanodematerialssynthesizedbyasimplemethodforlithium-ionbatteries[J].JournalofMaterialsChemistryA，2013，1：2015-2021.3.LiX，YangJ，LiL，etal.ControllablesynthesisofNaMnF3/Ccompositesascathodematerial