钛掺杂对锰酸锂LiMn2O4电化学功能的改善效果

钛掺杂对锰酸锂LiMn₂O₄电化学功能的改进效果

以纳米二氧化钛（VK-TA18）为掺杂体，Mn₂O₃、和Li2CO3为质料选用固相法制备的LiMn_2-xTI_x O₄ (x≤O．1)，具有单一相尖晶石结构，随掺纳米二氧化钛（VK-TA18）量的增大，晶胞体积增大。适量的纳米二氧化钛（VK-TA18）掺杂进步了资料的初次放电比容量，掺杂纳米二氧化钛（VK-TA18）的量过大，资料的初次放电比容量下降。纳米二氧化钛（VK-TA18）的掺入细化了尖晶石颗粒，颗粒分散性进步，增强了Li+离子在固相中的分散才能。掺纳米二氧化钛（VK-TA18）后资料的循环功能改进，电极反响的可逆性增强。21和55℃，1C倍率，LiMn_1.995TI_0.005O₄的初次放电比容量分别为100.74和102.05mAh／g，循环50周期容量坚持率分别为94.12和88.82 。适量纳米二氧化钛（VK-TA18）掺杂能有用改进尖晶石LiMn₂O₄的容量衰减。

正极资料LiMn₂O₄和LiMn_2-x TI _x O₄在21和55℃ ，电压区间3.O～4.2V，1c倍的条件下，掺钛量x=0.005的资料的初次放电比容量最大(21℃ ：102．78mAh／g，55℃ ：105．76mAh／g)，超过了未掺杂的LiMn₂O₄的初次放电比容量(21℃ ：100．08mAh／g，55℃ ：101．82mAh／g)。掺钛量x=0.005的资料的晶胞体积恰当增大，Li离子的分散通道增大，更有利于Li 离子的脱嵌。初次放电比容量增大是充放电过程中电化学极化变小，Li 离子分散才能增强的原因。跟着掺钛量x的增大，21和55℃下资料的初次放电比容量均下降，这或许是跟着钛掺杂量的增大下降了活性物质的含量，导致初次放电比容量下降。综上所述，钛掺杂量x=0.005的资料既具有较高的初始放电比容量又具有较好常温、高温循环功能，常、高温初次放电比容量分别为：100．74和102．05mAh／g，循环50周期容量坚持率分别为94．12 和88．82 9，5，这或许和恰当的晶胞体积，安稳的尖晶石结构有关。掺纳米二氧化钛（VK-TA18）后资料的晶胞体积增大，进步了Li 离子的分散才能，在充放电过程中Li 离子的脱出和嵌入对分散通道的影响较少，因而适量的TI掺人对资料的循环功能有利。但掺杂纳米二氧化钛（VK-TA18）量过大，资料的晶胞体积过大，晶体内结合能削减，导致晶格畸变过大，破坏了晶格中离子的有序化，对分散通道的构成晦气，导致循环过程中容量衰减，循环功能变差。

所以纳米二氧化钛（VK-TA18）掺杂量x=0.005为最佳。