正极材料粒径,循环性能.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划正极材料粒径,循环性能　　对于Li2MnO3基正极材料的合成新路线增强的第一个周期的效率和循环性能的锂离子电池摘要　　LixNi1/3MN2/3O2化合物被合成的P3型二Na2/3Ni1/3MN2/3O2前兆通过新的离子交换法的减少的LixNi1/3MN2/3O2秀超晶格的XRD图谱在2q峰?20？，这是对于类似的锂过量锰的阴极材料相反，样品从传统的离子交换法得到的LixNi1/3MN2/3O2复合提供的LiNi1/2Mn1/2O2eLi2MnO3固溶体类型的电势分布和容量比更高LI2/3Ni1/3MN2/3O2，尤其是对于在高电势区域输送的容量此外，它表现出在最初的周期和小容量损失循环中的过程中非常小的不可逆容量电压范围，金属元素的结构和电化学性能取代LixNi2/9M1/9Mn2/3O2进行了研究X射线衍射和拉曼光谱的结果表明，镍的少量取代与其他金属离子不影响LixNi2/9M1/9Mn2/3O2化合物的主要结构镁取代的化合物，LixNi2/9Mg1/9Mn2/3O2，与其他样品相比，它具有改进的循环性能。

引言　　锂锰氧化物系正极材料已深入研究作为正极材料的锂离子电池，由于以丰富，成本低，环境友好锰各种Mn基衍生物，例如层状的LiMnO2，尖晶石锰酸和已经赶上了很多研究人员在过去几年中研究的成果由于在结构上的差异，这些材料表现出不同的电化学属性层状的LiMnO2被证明是难以通过传统的固态方法制备，由于形成单斜相因此，NaMnO2和锂盐用离子交换法合成的LiMnO2有电化学稳定性质虽然从LiMnO2的上述合成方法中显示出相对高的容量，它容量也经历在循环和转化衰落到尖晶石结构最近开发的锂锰过剩氧化物，记为xLiMO2eLi2MnO3，由于其优异的性能已吸引了许多研究者关注到鉴于它的高比容量和高的工作电位　　尽管具有上述性质，这些材料仍然遭遇了一些问题，如低的第一循环效率，不稳定的可循环性和长时间的循环过程中的结构转型因此，进一步的研究是必要的，以规避上述问题AMO2的结构和电化学性能青铜与各种结构如P3，P2，O3和O2进行了系统研究了德尔马斯组在这里，字母P，O代表碱环境大量的在MO2片在每单元电池出现一系列的锰基氧化物，Li2/3Ni1/3MN2/3O2，具有层状结构已经被保尔森等人发现。

他们已经证明，Li2/3Ni1/3MN2/3O2可具有O2，O3，或T2结构取决于含有钠前体和离子交换的条件NA2/3Ni1/3MN2/3O2与P3结构可以作为前体来合成臭氧的Li2/3Ni1/3MN2/3O2通过在LiCleLiNO3熔融盐的离子交换反应li2/3Ni1/3MN2/3O2从传统的离子交换方法制备表现出良好的电化学性能然而，第一电荷量约为120mAhg-1，因为电压范围V大致三分之一摩尔锂可以在第一次充电过程从晶格中萃取在下面的循环中，可逆的插入和在产能抽出三分之二摩尔li2/3Ni1/3MN2/3O2结果约200mAhg-1另一个问题为li2/3Ni1/3MN2/3O2是从O3的结构转型为尖晶石相类似的形状时发生循环这被认为是li过量的氧化锰阴极材料另一个共同特征是O3li2/3Ni1/3MN2和li过量二氧化锰，他们在充电和放电过程中都表现出磁滞上述两个阴极的特征激励我们从过量的锰氧化物P3型Na2/3Ni1/3MN2/3O2结构中去探索制备锂的可能性　　在Na2/3Ni1/3MN2/3O2，很显然，Mn为四价态并且很有可能的是Mn四价可以部分还原从而Mn三价因此会吸收更多的li进入模型。

使用的LiI作为减少剂掺入额外的主体结构之前已经报道这里，在本研究中，同时进行锂的还原和交换在LiNO3和的LiI形成熔融盐中通过使用这种方法，额外的锂可掺入的P3的前体，以形成LixNi1/3MN2/3O2对LixNi1/3MN2/3O2的结构和电化学性能进行了评估对所制备的金属元素取代LixNi1/3MN2/3O2化合物的性能也进行了研究　　2，实验　　合成Na2/3Ni1/3MN2/3O2　　固态法合成用于LixNi1/3MN2/3O2的合成前体P3Na2/3Ni1/3MN2/3O2是通过准备简单　　的燃烧方法通常，以化学计量的量硝酸镍2），硝酸锰2）和硝酸盐混合在三甘醇混合物有机材料在约400度下剧烈燃烧能获得C和灰状粉末分解粉末球磨1小时，并随后在700度煅烧下，于空气中10小时，以形成P3型二钠/3Ni1/3MN2/3O2前体将得到的暗黑色的化合物研磨至细粉末进行离子交换使用类似的操作，可以用P3Na2/3Ni2/9M1/9Mn2/3O2的前体li2/3Ni1/3MN2/3O2和LixNi1/3MN2/3O2的合成　　报道之前是将得到的P3Na2/3Ni1/3MN2/3O2通过正常的离子交换法用来合成li2/3Ni1/3MN2/3O2。

通常情况下，Na2/3Ni1/3MN2/3O2与LiNO3和氯化锂混合进行离子交换Li离子与钠离子的摩尔比约为5:1浸在熔融6小时后，将混合物放置冷却至室温之后，产品用热水洗涤，过滤，干燥，黑色粉末获得　　还原离子交换是通过使用熔融盐LiNO3和的LiI在280度的空气中6小时，在离子交换中，观察到紫色I2气体逸出，这表明已经涉及金属离子的还原冷却至室温后，将混合物用热水洗去残留的锂盐然后，将其过滤并将回收的粉末在80度下干燥12小时所需的化合物出现淡红色粉末仪器仪表　　化合物的结构经X射线衍射测定，用于从2到10到80度感应耦合等离子体来测定所得到的组合物化合物氮吸附—脱附等温线进行样品脱气和脱水后在200度下24小时各试样的比表面积用方法计算化合物的形态是通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察傅里叶变换红外光谱光谱样品分别在JASCO400红外光谱仪进行样品与KBr混合挤压成小球用拉曼法测量据报道拉曼光谱测量在以前的研究中使用具有某些修改拉曼光谱是由SpectraPro2300i测成像光谱仪配用液氮冷却的电荷耦合器件所有样品进行激发与532纳米的光可以从二极管泵浦固体激光器和被散射光收集收集光学。

长波路边缘滤波器被用来消除紧张瑞利光所有的光谱是在室温下，国产软件消除了噪声尖峰的频谱造成宇宙射线电化学性能　　CR2032型纽扣电池进行组装，以评估电化学所获得的化合物的性质锂箔作为阳极和玻璃纤维滤纸的厚度为100毫米用作隔板对于工作电极的制造中，20毫克活性物质连同10毫克导电粘合剂混合并用不锈钢丝网按压然后，将电极通过真空干燥，在1804C脱水为6小时作为电解液，使用1M的锂磷六氟化的碳酸乙烯酯的混合物和碳酸二甲酯与的体积比为1：2将细胞聚集在手套箱中充满纯氩气组装细胞以20mAg的速度循环到V在50℃　　3.结果与讨论　　LixNi1/3MN2/3O2表征图　　图1示出P3前体Na2/3Ni1/3MN2/3O2的XRD图谱，正常的离子交换产品，li2/3Ni1/3MN2/3O2和还原离子交换样品，LixNi1/3MN2/3O2在所有峰的XRD图谱Na2/3Ni1/3MN2/3O2可以被索引到P3层结构为R3m的空间群在P3的前体没有观察到杂质对于li2/3Ni1/3MN2/3O2，　　所有的峰收录到NaFeO2型结构为R3m的空间群此外，强峰位于2θ=16前体转变为高　　角度说明钠与锂离子的交换。

峰的劈裂2θ=64还揭示了离子的良好定义的层结构交换的　　在LixNi1/3MN2/3O2的情况下，除在2θ=22峰，它显示了几乎相同的X射线衍射　　图谱作为li2/3Ni1/3MN2/3O2位于2θ=22峰可以归因于Li和Mn的过渡层的超晶格排序，　　因为这种超晶格峰观察到锂过量基材料　　对于普通的离子交换样品中LiNO3和氯化锂进行熔盐体系，没有观察的超晶格峰在XRD图谱中因为只有三分之二摩尔li的可以与钠交换然而，对于样品离子LiNO3和的LiI熔融盐的系统下交换，可以预期，额外的锂可以掺入在Na2/3Ni1/3MN2/3O2因为LiI的强还原能力li所有的ICP测量进行离子交换的样品含量示于表1中FromtheICP的效果很明显，该Li含量延伸到超过摩尔为LixNi1/3MN2/3O2，其中表明，额外的li2/3Ni1/3MN2纳入/3O2形成锂过剩阶段此外，通过减小锰的氧化态也证实了LixNi1/3MN2/3O2，其中意味着，Mn的部分减少了的LiI到较低的氧化态使用的LiI作还原剂把多余的li进P2Na/3Ni1/3MN2/3O2已经报道由Shaju等.他们有表明，利用的LiI是有效获得氧气的LiNi1/3MN2/3O2与部分Mn为三价状态。

　　为了研究的样品中的形态，在扫描电镜中进行测定图2展示出P3的SEM图像　　NA2/3Ni1/3MN2/3O2，li2/3Ni1/3MN2/3O2和LixNi1/3MN2/3O2Na2/3Ni1/3MN2/3O2前体的平均粒径大约为15到20毫米li2/3Ni1/3MN2/3O2和LixNi1/3MN2/3O2似乎也有类似的粒度从较大的放大倍数的SEM图像可以明显地看到，粒子的聚集发生在三个样，这是常见的用于制备固态样品方法因此，合成方法的进一步优化，例如作为共沉淀法，将是有效的，以减少二次粒径，以及具有均匀的颗粒形态表1中所列的BET数据表明，在离子交换的表面样品P3前体增加振动光谱，如傅立叶变换红外和拉曼散射，是与敏感强有力的技术周围的阳离子氧协调短程环境在氧化物晶格[28]据认为，上述技术是正确的相位判断时的解决问题各种阳离子的环境中都存在FTIR光谱已经在对当地环境的决心就业阳离子和阴极材料的LIBS矩阵主机[29]该P3前体的IR光谱以及离子交换的样品是呈现在图3，为了进行比较，Li2MnO3的FTIR光谱还介绍了在二钠/3Ni1/3MN2/3O2的光谱，有主要有三个波段，可以观察到。

宽广的肩峰在620厘米附近可以观察到1，座落在520厘米-1和1小尖带很强的带在450厘米-11分配到伸展这三个红外活性模式和弯曲八面体配位的分子的振动MO6在二钠/3Ni1/3MN2/3O2矩阵在正常的离子交换情况下样品，li2/3Ni1/3MN2/3O2，尖峰带在420厘米-11，变成宽峰在620处附近可以观察到主强带在520厘米带位置有明显的转变LixNi1/3MN2/3O2的傅里叶图谱和li2/3Ni1/3Mn2/3O2在520厘米的强峰移向高频率和频段在620厘米-11几乎察觉不到这样的改变在FTIR光谱可以归因于额外的掺入锂离子形成2/3Ni1/3MN2/3O2导致阳极周围的环境不同与红外光谱的比较Li2MnO3，LixNi1/3MN2/3O2频谱显示类似的红外功能，这表明了类似的阳离子环境可能存在LixNi1/3MN2/3O2矩阵　　拉曼光谱进行了采样以进一步调查当地的阳离子配置图4展示出了前体的拉曼光谱和其离子交换的样品Na2/3Ni1/3MN2/3O2的拉曼光谱包含四个尖锐的峰，其位于349，394，-11此外，637厘米宽峰可以观察到拉曼光谱离子交换的样品和这些前体的完全不同。

两个主峰位于484和605厘米-11只有Li2的/3Ni1/3MN2/3O2可以检测到在与比较Na2/3Ni1/3MN2/3O2的拉曼光谱，人们可以看到，有峰移向高频侧此外,经过离子交换后峰强度的逆转由于有不同的化学键所以在离子交换之前和之后改变峰的强度和峰的位置将会引起不同Li2MnO3相的拉曼光谱中包含七个主要的峰，分别位于614，568，492，438，372，334，24。