( 1. 清華大學(xué) 核能與新能源技術(shù)研究院， 北京102201;
2. 北京工業(yè)大學(xué) 環(huán)境與能源工程學(xué)院， 北京 100022)
摘 要: 采用控制結(jié)晶法， 以MnSO4， NH4HCO3和氨水為原料制備了球形MnCO3。 所得產(chǎn)品的振實(shí)密度為2.1 g/cm3， 粉末粒度約為20 μm。 研究了MnCO3在不同溫度下的熱分解性能， 對熱分解產(chǎn)物的差熱/熱重分析和X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)， MnCO3的熱分解反應(yīng)分兩步進(jìn)行， 在300 ℃時(shí)開始分解， 生成中間產(chǎn)物MnO2； 在520 ℃時(shí)， MnO2開始轉(zhuǎn)化為Mn2O3， 至560 ℃時(shí)完全轉(zhuǎn)化為立方相的球形Mn2O3。 實(shí)驗(yàn)所確定的MnCO3完全分解為立方相球形Mn2O3的最佳條件為在560 ℃下加熱4 h。 以LiCO3為鋰源材料， 在750 ℃下與球形Mn2O3一起焙燒， 制備得到球形LiMn2O4。 其在25 ℃和0.4C倍率下的首次充放電容量分別為131和125 mA·h/g， 90次循環(huán)的容量保持率為84％。
關(guān)鍵字: 球形錳酸鋰； 鋰離子電池； 控制結(jié)晶； MnCO3； Mn2O3
JIANG Chang-yin1, WAN Chun-rong1, XIA Ding-guo2
（ 1. Institute of Nuclear and New Energy, Tsinghua University,
Beijing 102201, China;
2. Colledge of Environmental and Energy Engineering,
Beijing University of Technology, Beijing 100022, China）
Abstract: A novel process was used to synthesize LiMn2O4 with spherical particles from cheap materials of MnSO4, NH4HCO3, NH3·H2O and LiCO3. The preparation started with a carefully controlled crystallization of MnCO3. Thermal decomposition of MnCO3 was investigated by both DTA & TG analysis and X-ray diffractrometry. The spherical Mn2O3 is obtained by heating MnCO3 at 560℃ for 4 h, then is mixed with LiCoO3 and sintered at 750℃ to produce spherical LiMn2O4. Its initial charge/discharge capacities are 131 and 125 mA·h/g, respectively, and its cycling capacity retention is 84% at the 90th cycle.
Key words: spherical LiMn2O4; Li-ion batteries; controlled crystallization; MnCO3; Mn2O3
