Li2MnSiO4/C锂电池复合电极材料制备及电化学性能研究
2021-10-25曾建华胡庆兰欧小文朱玉涵刘俊逸邵玉娇汪云凡
华 丽,曾建华,胡庆兰,欧小文,朱玉涵,刘俊逸,邵玉娇,汪云凡
(1湖北第二师范学院 化学与生命科学学院,武汉 430205;2华中科技大学 材料科学与工程学院,武汉 430074)
锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、放电性能稳定、安全性好、工作温度范围宽和环境友好等优点,成为新一代能源材料。但锂电池的电极材料发展相对较为缓慢,是制约其商业应用的重要因素,因此,研究性能优异的电极材料十分重要。Li2MnSiO4作为锂电池正极材料,具有充放电电压区间较宽(1.5-4.8V),且当充电电压达到4.8V,原则上可以使2个锂离子完全脱出,理论比容量高达330mAh·g-1,[1]快接近于商业化石墨电极材料((372mAh·g-1),成为较大发展前途的电极材料之一。
目前制约着Li2MnSiO4正极材料进一步发展主要问题体现在单纯的Li2MnSiO4电极材料导电率低,循环性能差等缺陷。[2]-[4]为了解决这些问题,一些改进方法如纳米化、碳包覆、离子掺杂等被发展。[5]-[7]本文选用成本低且反应条件温和、可以分子水平均匀混合的溶胶-凝胶法来制备碳掺杂的Li2MnSiO4/C纳米化复合电极材料,并研究其电化学性能,以期获得有用数据。
1 实验
1.1 仪器和试剂
仪器:参考相关文献[8]中报道:集热式恒温加热磁力搅拌机(DF-101型,上海秋佐仪器设备有限公司);JJ-1精密定时电动搅拌器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司);80-2 离心机(湖南力辰仪器科技有限公司);数显恒温水浴箱(上海助蓝仪器科技有限公司);真空干燥箱 ( 绍兴市苏珀仪器有限公司) ; ESEM 环境扫描电镜(Quanta 200,FEI公司);X-射线衍射仪(XRD,/X'Pert PRO荷兰帕纳科公司 PANalytical B.V.);……
