指導(dǎo)教師：郭俊明教授專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)學(xué)生：熊高朝學(xué)號(hào)：20090940548時(shí)間：摻鎂量對(duì)固相燃燒合成尖晶石型LiMgxMn2-xO4

電性能的研究報(bào)告的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)研究的背景及意義實(shí)驗(yàn)藥品及儀器實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)結(jié)論

32023/7/11.實(shí)驗(yàn)研究的背景及意義隨著全球范圍內(nèi)對(duì)無(wú)線電子產(chǎn)品如筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)等需求的增長(zhǎng)，與之相應(yīng)的二次鋰離子電池的市場(chǎng)需求量大。

尖晶石型LiMn2O4具有能量密度高，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，成本低，易制備，錳資源豐富及環(huán)境友好等特點(diǎn).但是，LiMn2O4正極材料電池實(shí)際充放電比容量小，循環(huán)壽命短等缺陷至關(guān)重要。本實(shí)驗(yàn)采用固相燃燒法制備尖晶石型LiMn2O4正極材料，此方法工藝操作簡(jiǎn)單，燃燒溫度低，燃燒時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)省時(shí)。所以，主要采用Mg摻雜進(jìn)行改性研究，探討摻鎂量對(duì)固相燃燒合成尖晶石型LiMgxMn2-xO4電性能的研究。1.實(shí)驗(yàn)研究的背景及意義52023/7/12.實(shí)驗(yàn)藥品及儀器碳酸鋰（Li2CO3）碳酸錳（MnCO3）醋酸鎂（MgAc2.4H2O）檸檬酸（C6H8O7.H2O）分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；分析純，阿拉??；分析純，天津市津北精細(xì)化工有限公司；分析純，天津市化學(xué)試劑三廠。2.1.實(shí)驗(yàn)藥品2.2.實(shí)驗(yàn)儀器馬弗爐（KSW電爐溫度控制器）上海市崇明實(shí)驗(yàn)儀器廠；AR224CN電子分析天平北京賽多利斯天平有限司；QM-3SP2行星式球磨機(jī)南京大學(xué)儀器廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱上海一恒科學(xué)儀器有限司；真空干燥箱上海一恒科學(xué)儀器有限司；CT2001ALAND電池測(cè)試系統(tǒng)漢市金諾電子有限公司；MIKROUNASupen(1220/7550)真空手套操作箱。Li2CO3MnCO3混合物行星式球磨機(jī)MgAc2﹒4H2O5%檸檬酸CH3CH2OH烘干研細(xì)淡黃色粉末馬弗爐稱取5g自然冷卻研細(xì)合成產(chǎn)物L(fēng)iMgxMn2-xO4500℃1h3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程3.1.摻Mg尖晶石型LiMgxMn2-xO4的合成按Li:Mn:Mg=1:(2-x):x（摩爾比）的化學(xué)計(jì)量比摻雜量x=0.00、0.02、0.04，0.06，0.08，0.10，0.15和0.20球磨罐手動(dòng)混勻行星式球磨機(jī)涂片80℃冷卻切片120℃干燥正極片稱取LiMgxMn2-xO4研細(xì)LiMgxMn2-xO4聚偏氟乙烯（PVDF）炭黑2.5mlNMP3.2.1正極片的制備3.2.正極片的準(zhǔn)備及電池的組裝測(cè)試2023/7/193.2.2電池的組裝及電性能的測(cè)試正極片負(fù)極（金屬鋰片）聚丙烯多孔隔膜電解液LiPF6/EC+DMC真空手套箱組裝電池放置12h充電電壓3.2—4.35V電池性能的測(cè)試1020戚23潔/6斧/2龍74結(jié)果芳與討葬論4.甩1.縫X線射火線衍叢射分弓析（XR簡(jiǎn)D）圖1歪L部iM鴿gx變Mn日2-毀xO秩4樣品桿的XR倦D譜圖(a返=0債.0遺0,致b=店0.量02維,c厭=0艙.0誰(shuí)4,承d=堅(jiān)0.慌06斷,e啄=0耳.0贈(zèng)8,爪f=余0.荒10引,g企=0遍.1扔5,槽h=紗0.居20）1.摻Mg后產(chǎn)娛物的腸主晶叢相均責(zé)未改叔變，暑峰型明尖銳祖并未功改變Li射Mn2O4的基糠本結(jié)沙構(gòu)。2.均未否出現(xiàn)Mn2O3或Mn3O4等雜鉆相，盾產(chǎn)物增純度規(guī)高，垂結(jié)晶甚性較跡好。3.隨摻Mg量的門增加步，衍悔射峰信半寬掌峰呈諒變窄今趨勢(shì)害，產(chǎn)做物結(jié)懲晶性科能越愿來(lái)越魄好。1120蜘23犬/6斯/2團(tuán)74.客2社.S蛛EM分析X=0.08X=0.20X=0.040.00圖2不同刑鎂摻魄雜量Li況Mn2-戒xMgxO4（x=功0.踏00，0.已04，0.晝08，0.根20）產(chǎn)猴物的SE禍M圖由SE日M圖譜背可知驗(yàn)：1.所有亦摻Mg合成出尖晶戲石型Li血Mg浩xM穗n2-擊xO4與未源摻Mg產(chǎn)物趙的形危貌相傘似.2.摻Mg所得深產(chǎn)物貪顆粒議比未偷摻雜車產(chǎn)物忙更均壇勻，玻且摻Mg產(chǎn)物紗比未拒摻Mg產(chǎn)物黑顆粒緣瑞表面更光吹滑，宰結(jié)晶沾性能妻更好改。3.范SE蛇M(jìn)與XR錯(cuò)D圖譜潮分析護(hù)結(jié)果莫相一維致。1220貫23初/6孤/2多74.案3.循環(huán)倉(cāng)性能慈分析圖4圈.M帆g不同姓摻雜垮量燃剪燒合磨成產(chǎn)胖物循丹環(huán)性射能曲朽線圖3.矩M閑g不同珠摻雜巷量的牢產(chǎn)物L(fēng)i餅Mn2O4的首族次充升放電貞曲線戰(zhàn)（a=源0.杏00織,b但=0址.0罪2,持c=近0.腰04敵,d帆=0襪.0質(zhì)6,嫂e=障0.板08f=我0.粥10姐,g覆=0喝.1統(tǒng)5,縣h=索0.怎20）合成材料放電比容量/mAh/g容量保持率首次45次后LiMn204107.894.10.8729LiMg0.02Mn1.9804105.295.80.9106LiMg0.04Mn1.9604102.196.50.9452LiMg0.06Mn1.9404100.293.50.9331LiMg0.08Mn1.920499.295.40.9617LiMg0.10Mn1.900492.787.70.9461LiMg0.15Mn1.850480.777.30.9579LiMg0.20Mn1.800469.166.40.96091320妙23齊/6歉/2蟻75.結(jié)論隨著抹摻雜陷量的賢增加助首次誕放電猴比容骨量逐果漸降咐低，磁但綜海合考捷慮首目次放獸電比摔容量怨及容兄量保另持率需，當(dāng)圾摻雜細(xì)量為x=冶0.絡(luò)08時(shí)，煌首次盒放電事比99松.2槳mA鋒h/摟g，40次循進(jìn)環(huán)以之后，爽容量蔬保持態(tài)率高重達(dá)96柿.1牧7%。因幣此，光在今溝后對(duì)穿錳酸笛鋰電柏池正植極材鉤料的蚊發(fā)展嬸中，壟本實(shí)廉驗(yàn)結(jié)拍果能澇提供聽(tīng)很好緒的科恢學(xué)研煉究基言礎(chǔ)。致謝此篇帽論文筑能夠容得以含順利戰(zhàn)完成圣，首妖先衷智心的睜感謝郭辯俊明摘教授般循循害善誘投的教喜導(dǎo)和立不拘遼一格達(dá)的思粘路給告予我燃無(wú)盡盜的啟塌迪。棗在此圾，謹(jǐn)拒向尊瞎敬的鍵郭老亮師表陸示衷狗心的清