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1.鋰離子電池
鋰離子電池(LIBs)作為一種新能源現(xiàn)已被應(yīng)用于日常生活中,從小型的電子產(chǎn)品(如電子手表、手機(jī)等)到現(xiàn)在的交通工具(如新能源汽車(chē)),都于鋰離子電池的發(fā)展與應(yīng)用分不開(kāi)。尖晶石型LiMn2O4作為應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料之一具有比能量高,價(jià)格便宜,環(huán)保,易制備等優(yōu)點(diǎn),成為許多研究者的首選。
尖晶石型LiMn2O4正極材料屬于Fd3m空間群,在循環(huán)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題:Mn3+的溶解;Jahn-Teller效應(yīng);氧缺陷的存在;電解液的分解。針對(duì)上述問(wèn)題,許多研究者采用金屬離子摻雜的方式進(jìn)行改善。
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備選型
根據(jù)實(shí)驗(yàn)量選擇對(duì)應(yīng)的球磨機(jī),如圖所示(圖一)
在實(shí)驗(yàn)室較為常用的為GMS3-2/GMS5-2,GMS10-2生產(chǎn)型常用型號(hào)為GMS5-8/GMS10-8,GMS20-8.,真空手套箱可直接選型STX-2或者M(jìn)T011-C.
此課題組老師的實(shí)際選型為GMS5-4,罐體采用的是MC高分子尼龍球磨罐,高純氧化鋯研磨球. (圖2)
3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程
根據(jù)LiNi0.10ZnxMn1.90-xO4(x=0,0.02,0.05,0.10,0.15)正極材料中各元素的化學(xué)計(jì)量比,以碳酸鋰和碳酸錳為原料,醋酸鎳和醋酸鋅為原料,醋酸鎳和醋酸鋅為摻雜劑,5%的檸檬為燃料在球磨罐中混勻10-12h,烘干后在氧氣氣氛下500℃燃燒翻譯1h,然后再在馬弗爐中650℃焙燒6h最終得到黑色粉末。
正極材料片的制備根據(jù)活性物質(zhì):導(dǎo)電劑(炭黑):粘接劑(PVDF)=80:10:10的比例稱(chēng)取質(zhì)量,再加入適量的氮甲基吡咯酮(NMP)作為溶劑均勻調(diào)制漿料,再均勻的涂布在鋁箔上,烘干后切成所需的電極片大。以金屬鋰片作為負(fù)極,1mol/L的LiPF6(EC+DMC+EMC)作為電解液,聚丙烯微孔膜(Celgard2320)作為隔膜,以及制備得到的正極材料片在充滿(mǎn)氬氣的米淇MITR系列真空手套箱(圖3 STX-2或者M(jìn)T011-C.)進(jìn)行組裝得到實(shí)驗(yàn)測(cè)試的電池。
詳細(xì)關(guān)于固態(tài)電池的深入研究可參考文獻(xiàn)Synthesis and eldctrochemical properties of LiNi0.10ZnxMn1.90-xO4(x≤0.15)
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