锰酸锂纳米粒子的制备及其电化学性能研究开题报告

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1. 研究目的与意义

当今社会发展面对的主要问题是环境与能源问题，为此，我们需要一种新的清洁的能源，比如说电能。而制约电能发展的关键就在于电能的储存与运输。解决这一问题的途径之一，就是开发出高效率、大容量的蓄电池。

自从1991年索尼公司开发出层状氧化钴锂电池后，由于此材料容易制备，容量高等优点使得其被广泛的用于正极材料。然而氧化钴锂电池成本高昂，本身还有剧毒，广大研究者一直在努力寻找合适的替代品，比如，锰酸锂。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。

本次研究的目的是找到一种能廉价、低污染、低能耗制备锰酸锂纳米粒子的方法并测量其电化学性能。

2. 国内外研究现状分析

李薛勇以碳酸锂、氧化锰为反应物，将固体反应物充分研磨、混合均匀，采用一次烧结的方法，在空气中合成尖晶石型锰酸锂正极材料。首次放电比容量达到117.3mah/g(0.2c,3.3~4.4v)；50次循环后，放电比容量为107.9mah/g，比容量保持率为92.0%。

shen等人利用超声共沉淀法，以醋酸锰，醋酸锂和硝酸铬为原料，以柠檬酸为沉淀剂制备出掺铬型尖晶石锰酸锂。

oh等人利用溶胶凝胶法，以醋酸锂和醋酸锰为原料，以paa为溶剂，经过混合、ph控制、干燥、煅烧得limn2o4正极材料。所得到的样品结晶性能良好，首次放电比容量为135mah/g，经过168次循环后比容量任然保持在122mah/g。

3. 研究的基本内容与计划

原料按溶解度配置成混合液，在不同温度等条件下在原料混合液中加入过量的沉淀剂，使溶液中的各组分溶质按一定比例同时沉淀出来，再经过滤、洗涤、干燥等过程，得到均一的前驱体沉淀混合物。混合物再经热处理就可以得到纳米级limn₂0₄固体粉末。

1.材料制备阶段：按照实验方案要求的实验步骤，进行材料制备，严格遵守实验规程，2016.3.1~3.30。

4. 研究创新点

考虑材料制备条件对于材料粒径以及性能的影响，通过条件控制制备粒径均一，性质相对稳定的电极材料。

整个反应操作简单，合成的前驱体具有表面活性高、颗粒细小、性能稳定等优点。