二氧化锰还原法制备锰酸锂材料及其性能研究.pdf

第34卷第4期
冶工程
Vol34 N4
2014年08月
MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING
August 2014
二氧化錳还原法制备錳酸锂材料及其性能研究
何敏,习小明,周友元
(长沙矿冶研究院有限责任公司,湖南长沙410012)
摘要:采用二氧化锰还原法制备了锰酸锂前驱体,将前驱体在不同温度下进行热处理,制得尖晶石型锰酸锂。利用AS、滴定法
XRD、SM表征样品的元素含量、晶体结构形貌和粒径,并研究了不同热处理温度对锰酸锂电化学性能的影响。结果表明,通过二
氧化锰还原法合成出了具有一定尖晶石结构的锰酸锂前驱体。当热处理温度为800℃时,锰酸钾的导电性最佳,0.2C放电容量为
132.7mAh/g,0.5C放电容量为123.9mA/g,循环10次后,容量衰减5.97%。
关键词:锰酸锂;正极材料;二氧化锰还原法;电化学性能
中图分类号:TM912.9
文献标识鸸:A
doi:10.3969/j.issa.0253-6099.2014.04.028
文章编号:0253-6099(2014)04-0119-03
Preparation of Limn, O] Cathode Materials by
Mno, Reduction Method and Their Performances
HE Min, XI Xiao-ming, ZHOU You-yuan
(Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Lid, Changsha 410012, Hunan, China
Abstract Precursors of Limn O were prepared by Mn reduction method. The precursors were subjected to heat
treatment at different temperatures to obtain spinel-type LIMN The element content, crystalline structure, morphology
and particle size of the samples were characterized by AAS, titration, XRD and SEM. The effect of different temperature
for eat treatment on electrochemical properties of Mn O was investigated. Results show that the precursor of imn,O
with certain spinel structure could be synthesized by Mn0 reduction method. The Limn2o, sample treated at 800 C
shows the best electrical conductivity. The discharge capacity is 132.7 mah/g al 0.2c-rate. The discharge capacity is
123.9 mah/g at 0.5c-rate. The capacity attenuation rate is 5.97% after 10 charge-discharge cycles
Key words Limn O; cathode material Mno, reduction method electrochemical performance
目前商业化锰酸锂的主要合成方法是高温固相搅拌器,按照化学计量比缓慢加入电解二氧化锰,待溶
法?,大都采用固相混合得到锰酸锂前驱体,再经过液再次升到80℃后加入水合肼还原剂,水合肼的用量
热处理制得锰酸锂材料。虽然此类方法工艺简单,易按n(N2I1)/n(MnO2)=3/16加入,水合肼的浓度为
于工业化,但物理混合得到的锰酸锂前驱体徴观均匀0.3mo/L,反应2h,将反应混合物经过滤、洗涤、干燥
生不好,在一定程度上影响了产品的性能。为了克服得锰酸锂前驱体。
固相法的缺点,近年来人们研究了多种化学合成法,如
在化学分析的基础上,按IiMn204分子式Li/Mn
溶胶凝胶法、水热合成法等?,但这些方法都存在
条件苛刻、制备周期长等缺点。因此,开发新型化摩尔比0.5要求进行二次配方,补加i:CO,混合均匀
学合成法,使锰酸锂前驱体微观均匀性更好、工艺更为后在马弗炉中一定温度下热处理10h即得到尖晶石
简单,成为人们研究的热点。
结构锰酸锂。热处理温度分别为750℃、800℃、8
本文采用水合肼还原剂还原电解二氧化锰制得了℃、900℃,制得的锰酸锂样品相应的标记为LM-750
微观均匀性好、活性高的锰酸锂前驱体,研究了其反应
LM-800,LM-850,LM-900
机理,考察了不同热处理温度对锰酸锂性能的影响。
1.2物理性能测试
采用CFU-202型原子吸收分光光度计(北京分析
1实验
仪器厂光谱公司生产)测试Ii含量,采用高氯酸-硫酸
1.1样品的制备
亚铁铵容量法测定Mn含量;采用日本理学( Rigaku
先将20g/L的氢氧化锂溶液加热到80℃,开启D/max-rA型转靶X射线衍射仪进行物相分析;采用
①收稿日期:2014-02-26
作者简介:何敏(1980-),男,湖南宁乡人,工程师,主要研究方向为锂离子电池正极材料的制各。