锂离子电池正极材料锰酸锂的优化合成

无机材料学报

锂离子电池正极材料锰酸锂的优化合成

李智敏; 仇卫华; 胡环宇; 赵海雷; 高长贺

北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系北京 100083

收稿日期:2003-03-27 修回日期:2003-04-17 出版日期:2004-03-20 网络出版日期:2004-03-20

Optimized Synthesis of LiMn₂O₄ Cathode Materials for Li-ion Batteries

LI Zhi-Min; QIU Wei-Hua; HU Huan-Yu; ZHAO Hai-Lei; GAO Chang-He

Department of Inorganic Nonmetal Materials; University of Science and Technology Beijing; Beijing 100083; China

Received:2003-03-27 Revised:2003-04-17 Published:2004-03-20 Online:2004-03-20

摘要/Abstract

摘要： 运用动态多重扫描速率法,根据四条不同升温速率下的DSC曲线,计算出在空气气氛下动态合成LiMn₂O₄过程中的动力学参数,据此提出一个优化的LiMn₂O₄固相合成工艺,采用固相分段焙烧法制备LiMn₂O₄正极材料,第一段和第二段的温度分别设在600和830℃.用XRD对合成的粉体材料进行了相结构分析;用恒电流充放电仪对LiMn₂O₄的电化学性能进行测试.结果表明,合成样品具有良好的尖晶石相结构,在充放电循环时初始放电容量达122mAh/g,同时具备良好的容量保持能力.

关键词: 正极材料, 锰酸锂, 合成动力学, 固相反应

Abstract: The synthesis kinetic parameters of spinel LiMn₂O₄ produced in air were studied
by the non-isothermal multiple scanning method with DSC at the four heating rates. An optimal solid-state synthesis method was then obtained
based on the above investigations. It employed the two-step method to prepare the spinel-phased LiMn₂O₄: firstly, the well-mixed raw
materials preheated at 600℃ for several hours and subsequently, raised the temperature to 830℃ and fired at this temperature
for a longer time to get the final products. The microstructures of the final LiMn₂O₄ samples were investigated by X-ray diffraction. The
electrochemical properties of LiMn₂O₄ as the cathode materials of Li-ion batteries were measured by the constant current charge-discharge
method: an initial capacity of 122mAh/g and relatively high capacity retention were obtained.

Key words: cathode materials, LiMn₂O₄, synthesis kinetics, solid state reaction

中图分类号:

TM912

李智敏,仇卫华,胡环宇,赵海雷,高长贺. 锂离子电池正极材料锰酸锂的优化合成[J]. 无机材料学报.

LI Zhi-Min,QIU Wei-Hua,HU Huan-Yu,ZHAO Hai-Lei,GAO Chang-He. Optimized Synthesis of LiMn₂O₄ Cathode Materials for Li-ion Batteries[J]. Journal of Inorganic Materials.

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