锂离子电池LiLa0.02Mn1.98O4正极材料的合成及电化学性能

摘要：

采用液相无焰燃烧法制备单晶多面体LiLa0.02Mn1.98O4材料,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对材料的结构和形貌进行分析,并通过恒电流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等测试分析材料的电化学性能.结果表明:掺杂La3+没有改变LiMn2O4的尖晶石结构.在25℃、1C和5C倍率条件下,LiLa0.02Mn1.98O4初始放电比容量分别为112.7和94.5mA?h/g,循环500次后,LiLa0.02Mn1.98O4的容量保持率为64.42％和81.45％,而LiMn2O4样品的容量保持率分别为53.69％和56.9％;特别是在10C高倍率下,LiMn2O4样品的初始放电比容量仅有44.7 mA?h/g,同样条件下,LiLa0.02Mn1.98O4首次放电比容量达73.5 mA?h/g,循环500次后,容量保持率为81.09％.CV和EIS测试发现,掺杂后的材料有较好的循环可逆性,较大的锂离子扩散系数1.04×10-16 cm2/s,对循环2000次后的极片进行分析,材料的晶体结构和颗粒形貌基本没有变化,适量的La掺杂能够稳定材料的晶体结构,有效抑制Jahn-Teller,提高材料的循环性能.

关键词：尖晶石型LiMn2O4;镧掺杂;去顶角八面体;锂离子电池;正极材料

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分类号：TM912

资助基金：国家自然科学基金资助项目;云南省教育厅科学研究基金资助项目

在线出版日期：2021-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2198-2209