《多孔分級微納結構LiAlO2快離子導體改性LiMnPO4/C正極材料的研究》是依託東北大學，由羅紹華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多孔分級微納結構LiAlO2快離子導體改性LiMnPO4/C正極材料的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：羅紹華
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
LiMnPO4具有安全環保、成本低、理論容量高、4.1V 的穩定工作電壓平台等優點，在鋰離子動力電池中表現出很大潛力。但由於導電性極差，電化學性能不理想，限制了其套用。本研究以鋁網基AAO為多孔分級微納結構模板，巧妙地原位水熱法構建多級微納結構LiAlO2鋰快離子導體，以此通過溶膠浸泡法和離子液體輔助電沉積法在孔中沉積LiMnPO4，調整工藝參數，實現兩相複合，製備出LiMnPO4/C-LiAlO2納米複合材料。一方面利用LiAlO2快離子導電性，以及摻雜過程中形成的Mn2+/Al3+部分相互摻雜來提高材料的導電性；另一方面利用納米碳優異的電子導電性能改善複合材料的綜合性能。通過對鋰離子電導率迥異的兩相多級微納複合結構與性能的研究，闡明LiAlO2摻雜LiMnPO4/C的作用機理，建立描述兩相顯微結構與性能定量關係的理論框架，為鋰離子動力電池正極材料的改性與發展提供新的思路。
結題摘要
LiMnPO4具有安全環保、成本低、理論容量高、4.1V 的穩定工作電壓平台等優點，在鋰離子動力電池中表現出很大潛力。但由於導電性極差，電化學性能不理想，限制了其套用。本研究以鋁網基AAO為多孔分級微納結構模板，巧妙地原位水熱法構建多級微納結構LiAlO2鋰快離子導體，以此通過溶膠浸泡法和離子液體輔助電沉積法在孔中沉積LiMnPO4，調整工藝參數，實現兩相複合，製備出 LiMnPO4/C-LiAlO2 納米複合材料。結果表明：當與6%質量分數的LiAlO2複合時，取得了較高的放電容量，在0.05C倍率下，放電容量達到142.8 mAh/g，50圈循環後容量衰減94.8%。阻抗結果顯示，此時的鋰離子擴散係數為2.07x10-14 cm2/s。當在LiAlO2模板中沉積LiMnPO4時，製備的3D電極取得了在10C下循環100圈容量衰減率為98.4%，容量保持在105 mAh/g的優異性能。同時也第一次通過離子液體電沉積法合成了LiMnPO4。通過對鋰離子電導率迥異的兩相多級微納複合結構與性能的研究，闡明 LiAlO2摻雜LiMnPO4/C的作用機理，為鋰離子動力電池正極材料的改性與發展提供新的思路。
