B掺杂尖晶石型LiMn2O4正极材料的制备及长循环电化学性能

刘清; 郭俊明; 刘晓芳; 白红丽; 向明武; 白玮; 段开娇

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采用固相燃烧法制备了单晶多面体尖晶石型LiMn1.94B0.06O4正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及充放电测试等手段,对其晶体结构和电化学性能等进行了表征.结果表明,B掺杂没有改变尖晶石型LiMn2O4的晶体结构,促进了(440)和(400)晶面的优先生长,形成了高暴露的(111)晶面及少部分(110)和(100)晶面的单晶多面体LiMn1.94B0.06O4晶粒,减少了Mn的溶解和提供了更多的锂离子扩散通道,其晶粒尺寸在160～350 nm之间.在10C、25°C的条件下,LiMn1.94B0.06O4电极的首次放电比容量可达到103.0 mAh·g-1,2 000次循环后,表现出较好的容量保持率(57.7％);在15C高倍率下,LiMn1.94B0.06O4仍然保持了67.1 mAh·g-1的首次放电比容量,1 500次循环后,仍能维持46.2％的容量保持率;在1C、55°C的条件下,其初始放电比容量高达125.2 mAh·g-1,表现出良好的高温性能.B掺杂能够有效提高尖晶石型LiMn2O4的高倍率性能和循环寿命,稳定晶体结构,抑制Jahn-Teller效应和缓解Mn的溶解.

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来源
《无机化学学报》 |2021年第2期|276-284|共9页
作者
刘清; 郭俊明; 刘晓芳; 白红丽; 向明武; 白玮; 段开娇;
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作者单位

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

云南民族大学生物基材料绿色制备技术国家地方联合工程研究中心昆明650500;

云南民族大学云南省高校绿色化学材料重点实验室昆明650500;

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正文语种 chi
中图分类蓄电池;
关键词
尖晶石型LiMn2O4; 单晶多面体; B掺杂; Jahn-Teller效应; Mn的溶解; 电化学; 动力学; 正极材料;

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