阳离子掺杂对尖晶石正极材料性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

锂离子电池的商业化至今已有10多年,正极材料及电池的生产工艺技术已日趋成熟,锂离子电池性能的进一步提高,主要依赖于电池中各组分材料的改进开发及电池工艺的革新。

正极材料由于在电池成本中所占比重较大,对它们进行研究显得尤其重要。

目前,已实现商业化的licoo2正极材料具有优良的电化学性能,但由于钴的资源少,价格高,使得许多研究者致力于其替代物的研究。

2. 国内外研究现状分析

lucas p 等人对尖晶石 limn2o4进行了锂掺杂，发现富锂的 li1 xmn2-xo4材料能够有效抑制 john-teller 效应，提高循环性能。

shen c h 等对尖晶石limn2o4进行了不同比例的 co掺杂，研究发现掺杂比例对材料性能有重要影响，lico0.05mn1.95o4和 lico0.10mn1.90o4比未掺杂尖晶石 limn2o4的循环性能更好。

loudres等对掺杂co进行了研究,发现掺杂co后,锰的氧化数随co量的增加而增加。

3. 研究的基本内容与计划

对limn2o4正极材料进行了不同离子掺杂的改性研究。

实验结果表明,金属阳离子的掺杂有效地抑制了limn2o4材料的jahn-teller畸变效应,增强了尖晶石结构中宿主内部原子间结合力,提高了材料结构的稳定性,进而显著提高了limn2o4尖晶石的循环稳定性。

2012年12选题，完成文献综述；2013年3~4月设计实验，准备药品，制备阳离子掺杂的尖晶石锰酸锂正极材料，对样品进行电化学检测、样品结构检测等。

4. 研究创新点

(l)通过不同的合成方法制备了limn204铿离子电池正极材料,研究合成方法和焙烧工艺对产品的晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌和充放电性能的影响。

探索微波合成limnzo4正极材料的新工艺。

（2）利用不同的离子对limnzo4进行掺杂改性究。