作者单位
摘要
1 云南民族大学化学与环境学院,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
2 昆明市生态环境局五华分局生态环境监测站,昆明 650031
尖晶石型LiMn2O4正极材料由于Jahn-Teller效应和Mn溶解,在充放电过程中容量衰减严重,循环稳定性差。联合元素掺杂和单晶形貌调控策略,采用固相燃烧法制备了具有{111}、{100}和{110}晶面的去顶角八面体单晶LiFe0.12Mn1.88O4正极材料。研究结果表明,Fe掺杂没有改变尖晶石型LiMn2O4的晶体结构,有效抑制了Jahn-Teller效应,促进了材料的结晶性及{400}和{440}衍射峰晶面的择优生长,表现出良好的倍率性能和容量保持率。在25 ℃,1 C和5 C倍率下LiFe0.12Mn1.88O4的首次放电比容量分别为105.2 mA·h/g和92.4 mA·h/g,1 000次循环后容量保持率分别为71.1%和75.2%;在高倍率10 C下,经1 000次循环后,其容量保持率可达到88.4%。在55 ℃和1 C条件下,首次放电比容量为108.6 mA·h/g,经150次循环后,容量保持率为79.1%。通过循环伏安和电化学阻抗分析,Fe掺杂材料具有较好的循环可逆性和较大的Li+扩散系数。Fe掺杂去顶角八面体LiMn2O4材料既抑制了Jahn-Teller效应,又减缓了Mn的溶解,稳定晶体结构,同时增加Li+迁移通道,提高电化学倍率性能及长循环寿命。
尖晶石型锰酸锂 铁元素掺杂 去顶角八面体 Jahn-Teller效应 锰溶解 固相燃烧法 正极材料 spinel lithium manganate iron element doping truncated octahedron Jahn-Teller effect manganese dissolution solid-state combustion method cathode material 
硅酸盐学报
2022, 50(7): 1865

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