文章编号:1673-5196(2023)01-0069-05钕离子掺杂锰酸锂纳米颗粒的自蔓延燃烧制备与性能研究张庆堂*,朱永芳,胡晓俊(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050)摘要:采用自蔓延燃烧法制备钕离子掺杂锰酸锂(LiMn1.99Nd0.01O4)纳米颗粒,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:钕离子掺杂不影响晶体结构,但可减小LiMn2O4颗粒粒径,进而提高其电化学性能.在0.2C倍率下的放电比容量高达125.6mAh·g-1.在1C倍率下的首次放电容量为118.4mAh·g-1,循环100次后的放电比容量为110.4mAh·g-1,容量保持率为93.2%.关键词:自蔓延燃烧;锰酸锂;正极材料;锂离子电池中图分类号:O646文献标志码:ASelf-propagationcombustionpreparationandpropertiesofneodymiumion-dopedlithiummanganatenanoparticlesZHANGQing-tang,ZHUYong-fang,HUXiao-jun(CollegeofPetrochemicalTechnology,LanzhouUniv.ofTech.,Lanzhou730050,China)Abstract:Aneodymiumion-dopedlithiummanganate(LiMn1.99Nd0.01O4)nanoparticlewaspreparedusingtheself-propagationcombustionmethod.Thecrystalstructure,microscopicmorphology,andelectro-chemicalperformanceofthematerialwerecharacterizedbyXRD,SEM,andCV.Theresultsshowthatneodymiumiondopingdoesnotaffectthecrystalstructure,butcanreducetheparticlesizeofLiMn2O4particles,therebyimprovingitselectrochemicalperformance.Thedischargespecificcapacityat0.2Cisashighas125.6mAh·g-1.Theinitialdischargecapacityat1Cis118.4mAh·g-1,andthedischarge-specif-iccapacityafter100cyclesis110.4mAh·g-1.Thecapacityretentionrateis93.2%.Keywords:self-propagatingcombustion;lithiummanganate;cathodematerial;lithiumionbattery近年来,锂离子电池的应用范围越来越广泛,主要应用于便携电子设备、电动车及航空航天等领域,人们对锂离子电池在比容量和循环稳定性等方面的要求越来越高[1-2].尖晶石LiMn2O4作为典型的正极材料,在国内外都备受关注[3-4].与LiCoO2相比,由于锰资源丰富、价格便宜、环保、低毒、安全性能好等优点[5-7],使LiMn2O4成为一种很有前途的锂离子电池正极材料[8].但是LiMn2O4在充放电过程中发生Jahn-Teller效应和Mn3+溶歧化分解[9],造成容量严重衰减.因此,提高循环稳定性是LiMn2O4收稿日期:2021-10-20基金项目:国家自然科学基金(21968016,21466020)通讯作者:张庆堂(1976-),男,河南...
