不同氧化态的离子掺杂对LiMn2O4电化学性能的影响

应用化学, 2007, 24(9): 1066-1070. doi: 10.3969/j.issn.1000-0518.2007.09.021

不同氧化态的离子掺杂对LiMn2O4电化学性能的影响

刘浩文 ^1, , 买帅 ^2, , 胡玉梅 ^3, , 刘惠玲 ^4, , 张克立 ^5,

1.中南民族大学化学与材料科学学院,催化材料科学湖北省重点实验室,武汉,430074

2.中南民族大学化学与材料科学学院,催化材料科学湖北省重点实验室,武汉,430074

3.中南民族大学化学与材料科学学院,催化材料科学湖北省重点实验室,武汉,430074

4.中南民族大学化学与材料科学学院,催化材料科学湖北省重点实验室,武汉,430074

5.武汉大学化学与分子科学学院,武汉

关键词：锂离子电池 , 尖晶石 , 氧化态 , 掺杂

Effects of Doped Metal Ions of Different Oxidation States on Electrochemical Performance of LiMn2O4

以CH3COOLi·2H2O、(CH3CO2)2Mn·4H2O、氧化物和柠檬酸为原料,采用流变相法经过2次灼烧后得到了不同氧化态离子掺杂的尖晶石化合物LiMn1.95M0.05O4(M:Li,Mg,Co,Ti,V).通过X射线衍射测试技术对合成的产物物相进行表征,所得产物均具有纯相尖晶石结构.同时应用软件计算了其晶格常数,结果发现金属离子的掺杂不同程度地减少晶格大小.通过循环伏安法研究发现,在4 V区域有2步可逆过程发生,对应于锂离子的脱嵌.掺杂的金属离子对于峰电位以及峰面积都有影响.Mn3+的含量越低,峰的面积越小.金属离子与氧的键能越大,峰电位越高.50次充放电循环测试表明,通过掺杂改性来改善尖晶石LiMn2O4的电化学性能时,在掺杂相同量阳离子的尖晶石化合物中,以选择氧化态为Co3+掺杂的化合物具有最佳的充放电容量和循环性能.

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