编号：FTJS107154
篇名： 深冷处理对锂离子电池正极尖晶石锰酸锂结构及性能的影响
作者： 刘超帅 李振京 范广新 孟德轩 蔡海洋
关键词： 深冷处理 锂离子电池 正极材料 锰酸锂 电化学性能
机构：河南理工大学材料科学与工程学院 龙佰集团股份有限公司
摘要： 用液氮在-150℃下对锂离子电池正极材料LiMn2O4进行深冷处理,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学性能等表征手段对材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试。结果表明:深冷处理不改变LiMn2O4的立方尖晶石结构,但对电化学性能影响显著。当处理时长为30min时,效果最佳,材料的大倍率放电能力及循环性能提升明显,10C条件下放电比容量由原始的45.2mAh/g提高到65.6mAh/g,200周循环容量保持率(1C)高达97.9%。究其原因:深冷处理使电极颗粒产生微裂纹,电解液透过微裂纹渗入到颗粒的内部,增加了正极与电解液之间的有效接触面积,缩短了锂离子的输运路径,降低了电极极化和电荷转移阻抗,从而提升了材料的大倍率性能;同时,裂纹的存在缓解了锂离子在反复脱嵌过程中引起的电极体积变化,释放了晶格畸变而产生的应力,使材料结构的稳定性增加,循环性能提升。