本文主要研究内容
作者李嘉俊（2019）在《锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C的合成及其性能研究》一文中研究指出：正极材料是制约大功率、长寿命锂离子电池发展的重要因素之一。硅酸盐系正极材料Li2MnSiO4因具有理论容量高(333 mAh·g-1)、价格低廉和绿色环保等优点受到人们的广泛关注。然而,Li2MnSiO4存在电导率较低,纯相材料不易制备以及循环时结构不够稳定的缺点。针对这些不足,本文采用水热法制备Li2MnSiO4正极材料,研究了反应条件对Li2MnSiO4的纯度、结构形貌特征和晶粒尺寸的影响;采用碳包覆改性方法改善了Li2MnSiO4的电化学性能,同时研究了碳包覆的反应条件对Li2MnSiO4/C的结构和电化学性能的影响;进一步对Li2MnSiO4的本征输运特性作了深入的研究。（1）采用球磨辅助水热法以硅酸锂、氢氧化锂和氯化锰为前驱体制备Li2MnSiO4正极材料。XRD测试和计算结果表明,当反应温度为270°C,反应时长为24 h,前驱体浓度为2 mol·L-1时,可以合成纯度高、结晶度高且晶粒尺寸较小的Li2MnSiO4正极材料。SEM图显示样品颗粒具有不规则的长方体形貌,粒径分布在150-250 nm范围内。TEM图显示样品的晶格排列整齐,结晶度良好。（2）采用球磨辅助烧结法对Li2MnSiO4进行纯相碳包覆。XRD、充放电测试和EIS测试结果表明,当碳源为蔗糖,煅烧温度为700°C,煅烧时长为10 h,碳包覆量为10%时,所制备的Li2MnSiO4/C样品具有纯度高、结晶度高、比容量高、循环稳定性好和电荷转移阻抗小的优点。样品在0.1C(电流密度为33.3 mA·g-1)下的首次放电比容量为156.6mAh·g-1,库伦效率为92.4%,循环50次后,放电比容量为80.8 mAh·g-1,容量保持率为51.6%。样品的电荷转移阻抗为79.6Ω,锂离子扩散系数约为5.07×10-1515 cm2·s-1。（3）用电化学工作站对Li2MnSiO4和Li2MnSiO4/C样品进行了输运特性测试。结果显示,室温下（20°C）,Li2MnSiO4的电荷转移阻抗Rct为3.1×106Ω,电荷电导率σct约为1.607×10-88 S·cm-1。其离子电导率σi和电子电导率σe分别为5.86×10-99 S·cm-1和1.021×10-8S·cm-1。通过研究碳包覆的反应条件对Li2MnSiO4/C的电导率的影响,结果显示,当碳源为蔗糖,煅烧温度为700°C,煅烧时长为10 h,碳包覆量为10%时,Li2MnSiO4/C样品的电荷转移阻抗最小,为1.76×104Ω,对应的电导率σct约为2.827×10-66 S·cm-1。
Abstract
zheng ji cai liao shi zhi yao da gong lv 、chang shou ming li li zi dian chi fa zhan de chong yao yin su zhi yi 。gui suan yan ji zheng ji cai liao Li2MnSiO4yin ju you li lun rong liang gao (333 mAh·g-1)、jia ge di lian he lu se huan bao deng you dian shou dao ren men de an fan guan zhu 。ran er ,Li2MnSiO4cun zai dian dao lv jiao di ,chun xiang cai liao bu yi zhi bei yi ji xun huan shi jie gou bu gou wen ding de que dian 。zhen dui zhe xie bu zu ,ben wen cai yong shui re fa zhi bei Li2MnSiO4zheng ji cai liao ,yan jiu le fan ying tiao jian dui Li2MnSiO4de chun du 、jie gou xing mao te zheng he jing li che cun de ying xiang ;cai yong tan bao fu gai xing fang fa gai shan le Li2MnSiO4de dian hua xue xing neng ,tong shi yan jiu le tan bao fu de fan ying tiao jian dui Li2MnSiO4/Cde jie gou he dian hua xue xing neng de ying xiang ;jin yi bu dui Li2MnSiO4de ben zheng shu yun te xing zuo le shen ru de yan jiu 。（1）cai yong qiu mo fu zhu shui re fa yi gui suan li 、qing yang hua li he lv hua meng wei qian qu ti zhi bei Li2MnSiO4zheng ji cai liao 。XRDce shi he ji suan jie guo biao ming ,dang fan ying wen du wei 270°C,fan ying shi chang wei 24 h,qian qu ti nong du wei 2 mol·L-1shi ,ke yi ge cheng chun du gao 、jie jing du gao ju jing li che cun jiao xiao de Li2MnSiO4zheng ji cai liao 。SEMtu xian shi yang pin ke li ju you bu gui ze de chang fang ti xing mao ,li jing fen bu zai 150-250 nmfan wei nei 。TEMtu xian shi yang pin de jing ge pai lie zheng ji ,jie jing du liang hao 。（2）cai yong qiu mo fu zhu shao jie fa dui Li2MnSiO4jin hang chun xiang tan bao fu 。XRD、chong fang dian ce shi he EISce shi jie guo biao ming ,dang tan yuan wei zhe tang ,duan shao wen du wei 700°C,duan shao shi chang wei 10 h,tan bao fu liang wei 10%shi ,suo zhi bei de Li2MnSiO4/Cyang pin ju you chun du gao 、jie jing du gao 、bi rong liang gao 、xun huan wen ding xing hao he dian he zhuai yi zu kang xiao de you dian 。yang pin zai 0.1C(dian liu mi du wei 33.3 mA·g-1)xia de shou ci fang dian bi rong liang wei 156.6mAh·g-1,ku lun xiao lv wei 92.4%,xun huan 50ci hou ,fang dian bi rong liang wei 80.8 mAh·g-1,rong liang bao chi lv wei 51.6%。yang pin de dian he zhuai yi zu kang wei 79.6Ω,li li zi kuo san ji shu yao wei 5.07×10-1515 cm2·s-1。（3）yong dian hua xue gong zuo zhan dui Li2MnSiO4he Li2MnSiO4/Cyang pin jin hang le shu yun te xing ce shi 。jie guo xian shi ,shi wen xia （20°C）,Li2MnSiO4de dian he zhuai yi zu kang Rctwei 3.1×106Ω,dian he dian dao lv σctyao wei 1.607×10-88 S·cm-1。ji li zi dian dao lv σihe dian zi dian dao lv σefen bie wei 5.86×10-99 S·cm-1he 1.021×10-8S·cm-1。tong guo yan jiu tan bao fu de fan ying tiao jian dui Li2MnSiO4/Cde dian dao lv de ying xiang ,jie guo xian shi ,dang tan yuan wei zhe tang ,duan shao wen du wei 700°C,duan shao shi chang wei 10 h,tan bao fu liang wei 10%shi ,Li2MnSiO4/Cyang pin de dian he zhuai yi zu kang zui xiao ,wei 1.76×104Ω,dui ying de dian dao lv σctyao wei 2.827×10-66 S·cm-1。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自河北大学的李嘉俊，发表于刊物河北大学2019-07-25论文，是一篇关于正极材料论文,硅酸锰锂论文,水热合成论文,碳包覆论文,输运特性论文,河北大学2019-07-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自河北大学2019-07-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。