LiMnPO4/C复合锂离子电池正极材料超价离子掺杂改性研究
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作者:
作者单位:

1.锂离子电池及材料制备技术国家地方联合工程研究中心,昆明理工大学 冶金与能源工程学院,云南 昆明 650093 ;2.昆明理工大学 城市学院,云南 昆明 650051 ;3.中南大学 冶金与环境学院,湖南 长沙 410083

作者简介:

何晶晶(1990—),女,云南宣威人,博士研究生,主要研究方向锂离子电池正极材料。

通讯作者:

中图分类号:

TM912

基金项目:

国家自然科学基金(52162030)


Study on Supervalent Ion Doping Modification of LiMnPO4/C Composite Lithium Ion Battery Cathode Material
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    摘要:

    以LiH2PO4和金属锰粉为原料、PVA为碳源,通过机械液相活化法合成了分散均匀、反应活性较高的[Mn3(PO4)2·xH2O+Li3PO4]前驱体,经过一步煅烧可生成原位碳包覆LiMnPO4材料。LiMnPO4材料倍率性能和循环性能不好。为此,通过锰位取代掺杂制备了Li(Mn0.95Fe0.05)1-xMxPO4/C材料(M=Cr3+,V5+,Ti4+),其中Ti掺杂的Li(Mn0.95Fe0.05)0.99Ti0.01PO4/C材料具有最优的电化学活性,0.05C下的放电比容量为134mAh·g-1。优化条件下Li(Mn0.95Fe0.05)0.96Ti0.01Mg0.03PO4/C复合材料在0.1C和1C倍率下放电比容量分别为141和108mAh·g-1,2C倍率下循环放电比容量保持较好,循环40次后容量为74mAh·g-1,显示了较好的倍率性能和循环稳定性。

    Abstract:

    With LiH2PO4 and Mn powder as raw material, PVA as carbon source, uniform distribution and high reactivity precursor of [Mn3(PO4)2·xH2O+Li3PO4] was prepared by mechanical liquid activation precipitation method. Then carbon coating LiMnPO4 material was obtained after roasting of as-prepared precursor. LiMnPO4/C has poor rate capability and cycling performance. Therefore, Mn-site substitution Li(Mn0.95Fe0.05)1-xMxPO4/C(M=Cr3+,V5+,Ti4+) was conducted by doping different valency ions. Among these alternatives, Li(Mn0.95Fe0.05)0.99Ti0.01PO4/C with Ti doping exhibits the highest discharge rate capacity of 134mAh·g-1 (0.05C). Under the optimization conditions, Li(Mn0.95Fe0.05)0.96Ti0.01Mg0.03PO4/C displays discharge rate capacity of 141 and 108mAh·g-1, at 0.1C and 1C, respectively. At 2C, the cycle discharge rate capacity is maintained well, with 74mAh·g-1 after 40 times cycling, which demonstrates the good rate performance and cycle stability.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

何晶晶,段建国,曹雁冰,等. LiMnPO4/C复合锂离子电池正极材料超价离子掺杂改性研究[J].有色设备,2023,37(1):72-77.

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  • 收稿日期:2022-10-26
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  • 在线发布日期: 2025-11-20
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