高温下使锰源化合物与锂源化合物反应生成

LiMn

2

O

4

。

由于

LiMn

2

O

4

在高温下容量衰减较快，需通过钴离子掺杂进行改性制备

Li

Mn

1.85

Co

0.15

O

4

. 对固相反应而言，原料的分散状态(粒度)、孔隙度、装填密度、反

应物的接触面积等对固

-固反应速度有很大的影响。必须将反应物粉碎并混合均

匀以使原子或离子的扩散比较容易进行。就本实验所制

LiMn

1.85

Co

0.15

O

4

，采用共

沉淀制备锰钴碳酸盐前驱体以达到离子程度的均匀混合，然后混锂后再进行高
温煅烧制备出目标化合物。

三、仪器和试剂

1．仪器
X射线衍射仪，充放电测试仪，箱式电阻炉(马弗炉，Mufflefurnace)，磁力

搅拌器，陶瓷坩埚

, 电子分析天平，恒温鼓风干燥箱，研钵，压力机，手套箱。

2．试剂
2 mol·L

-1

硝酸锰钴（

Mn/Co=1.85:0.15）溶液，碳酸钠，碳酸锂，金属锂片，

Celgard  2400 隔 膜 ， PVDF 粘 合 剂 （ 13% ） ， 导 电 炭 黑 ， 石 墨 ， 电 解 液
（

1.15mol·L

-1

LiPF

6

的碳酸乙烯酯

(EC)－碳酸二甲酯(DMC)－碳酸二乙酯混合溶

液

(质量比：EC:DMC:DEC=3:1:1)，电池壳。所有试剂均为分析纯。

四、实验步骤

1．Mn

0.925

Co

0.075

CO

3

的制备

取

2mol·L

-1

的硝酸锰钴溶液

40mL(约0.08mol), 至于烧杯中。称取8.9g碳酸钠

（

MW105.99）(0.084mol)至于另一烧杯中，然后加去离子水约80mL，摇动至

完全溶解。将搅拌磁子至于硝酸锰钴溶液中，然后置于电磁搅拌器上进行搅拌
并开动加热，待温度升至约

50

℃，用滴管将碳酸钠溶液缓慢加入到硝酸锰钴溶

液中（约半小时加完），控制溶液最终

pH值约7.5~8，持续搅拌1h，将沉淀抽

滤并用蒸馏水洗涤

5~6次，而后置于恒温鼓风干燥箱中于110

℃烘干。

2．锂锰钴复合氧化物LiMn

1.85

Co

0.15

O

4

的制备

将干燥的

Mn

0.925

Co

0.075

CO

3

（

MW 115.24）与摩尔比1:0.27的碳酸锂（MW 73.

89）在研钵中研磨混匀（约需45～60min），转入陶瓷坩埚中，压实，开口放
置在马弗炉中，于

600

℃下反应4h，然后升温至850℃反应12h，自然冷却到室

温。

3．结构表征

将反应产物从马弗炉中取出，用研钵研细，装袋，标明合成人和合成条件，

然后进行

XRD表征。

4．电极的制备

将

LiMn

2

O

4

粉末、石墨、乙炔黑以及作为粘合剂的

PVDF(13%)按质量分数比

86：2：6：6的比例混合均匀，加入适量的溶剂Ｎ-甲基吡咯烷酮（NMP）后，
在研钵中研磨成凝胶状物；将此凝胶状物均匀涂布在铝箔上，放入

110

℃的鼓

风干燥箱中干燥

2h；从铝箔上剪取三块大小相似的正方形活性物，用压片机

10MPa压片，称重，计算正极活性物的质量，然后放入真空手套箱中，2h后进
行电池的组装。

5．电池的装配

电池装配在手套箱中进行。在电池壳中按照垫片、正极、

 Celgard2400 隔膜、

负极的顺序进行组装，而后加入适量的电解质溶液，加上正极帽，而后在模具