LiMn_(2)O_(4)正极材料的制备及其电化学性能

相比钴酸锂等传统的正极材料,锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好及倍率性能好等优点,是理想的动力电池正极材料。利用高温固相合成法,通过改变合成温度制备LiMn_(2)O_(4)正极材料,并对LiMn_(2)O_(4)正极材料调制的浆料采用不同涂覆厚度以达到改善锰酸锂电池的电化学性能。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对制备的电极材料进行形貌分析;利用热重差热测试(TGA/DSC)对电极反应物和制备电极成分进行分析;利用蓝电电池测试系统和电化学工作站对电极电化学性能进行分析。研究表明:制备的LiMn_(2)O_(4)正极材料为纳米结构且部分颗粒发生了团聚现象;TGA/DSC数据表明制备的正极材料在800℃依然没有分解;对比电化学测试数据,当合成温度达800℃时,样品材料具有良好的结晶度和尖晶八面体形貌,其综合电化学性能远优于其他合成温度下(600℃, 700℃和900℃)的样品材料,在0.2 C下最高的首次比容量高达135.8 mAh·g^(-1),库伦效率为94.15%,且涂覆200μm厚度的电极比100μm的电极片表现出更好的电化学性能。

基于三元、磷酸铁锂和锰酸锂正极的电化学性能比较

随着锂电池发展进入成熟阶段,储能元件市场需求量不断激增,因此市面主流的锂电池性能的电化学性能成为了人们关注的重点,在锂离子电池当中正极材料对于锂电池性能的电化学性能尤为关键,其中三元材料(NCM)、磷酸铁锂(LFP)和锰酸锂(LMO)材料作为目前电动汽车、智能手机等移动设备的储能器件的主流正极材料,这三种材料在实际运用中会表现出不同的电化学特性,所显现出来的特殊性能也各有不同.通过对制作以三元材料、磷酸铁锂和锰酸锂作为正极材料的锂离子电池的电化学性能的分析,对比这三种材料的交流阻抗图谱(EIS)、充放电性能及长时间循环特性.实验结果表明:NCM材料在三组正极材料中的综合性能最好,首次放电比容量最大,达到了224.7 mAh/g,但是,LFP的循环性能和稳定性能比NCM和LMO更具优越性.