尖晶石锰酸锂正极在Water-in-salt电解液中的电化学性能

摘要：

尖晶石型锰酸锂正极作为一种主流的水系锂电池正极材料被广泛用于水系锂离子电池,研究表明其电化学性能高度依赖于锰酸锂材料自身化学组分、颗粒尺寸、形貌和晶体结构等材料属性.本文针对性选取了LiMn2O4、铝掺杂LiAlxMn2-xO4、富锂Li1+xMn2-xO4三种典型的尖晶石型锰酸锂,通过一系列分析、表征手段研究循环前后其晶体结构、材料形貌以及化学组分的变化,探究在高盐浓度Water-in-salt电解液中3种材料电化学性能不同的原因.研究发现充放电时未经处理的尖晶石LiMn2O4因为严重的Mn溶解和Jahn-Teller效应产生了不可逆的相变和形貌变化,容量衰减严重,循环性能差;铝掺杂一定程度上抑制了尖晶石锰酸锂的Jahn-Teller畸变,但不能完全解决Mn溶解和晶格变形问题,也存在较严重的容量衰减;富锂Li1+xMn2-xO4可以有效抑制尖晶石锰酸锂在水系电解液中的Mn溶解和Jahn-Teller畸变,晶体结构稳定,综合电化学性能好,适合用于水系锂离子电池,提高其整体电化学性能.

关键词：尖晶石锰酸锂、Al3+掺杂、富锂、Jahn-Teller效应、电化学性能

所属期刊栏目：9

分类号：TM911

资助基金：国家自然科学基金项目51872322

在线出版日期：2020-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：375-384