【摘 要】
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针对于锰酸锂(LiMnO)正极材料及由其构成的锂(金属)二次电池存在的充放电循环性和安全性差等问题,该论文采用在位电聚合聚苯胺、聚苯胺溶液对LiMnO进行表面修饰和包覆,研究了
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针对于锰酸锂(LiMn<,2>O<,4>)正极材料及由其构成的锂(金属)二次电池存在的充放电循环性和安全性差等问题,该论文采用在位电聚合聚苯胺、聚苯胺溶液对LiMn<,2>O<,4>进行表面修饰和包覆,研究了改性LiMn<,2>O<,4>材料的电化学特性.并根据金属锂负极电化学反应机制,研制出一种具有良好抑制锂枝晶生长和去极化作用的高分子复合膜.在位电聚合扫描电位为0.2~0.8V范围内所修饰的LiMn<,2>O<,4>材料表现出较好的电化学性能,当聚合电位大于0.8V后,LiMn<,2>O<,4>的锰元素易被氧化生成高价锰离子,致使材料结构遭到破坏,引起电容量骤减.采用掺杂志聚苯胺溶液包覆LiMn<,2>O<,4>材料表现出优良的电化学性能,尤其是其高温下电性能得到明显改善.包覆层降低了LiMn<,2>O<,4>与电解质溶液接触的程度,减少了副反应的发生,且聚苯胺作为电活性材料参与了储能过程.另外,包覆层对材料内部晶格施加有一个外压力,使得材料发生相变时所需位垒升高,进而改善材料结构稳定性.采用恒电流极化法、循环伏安扫描法证实了Sn<,x>Si<,1-x>O<,2>高分子复合膜对锂二次电池具有显著的抑制枝晶生长的作用.经交流阻抗谱测定、电子扫描显徽镜观察证实了Sn<,x>Si<,1-x>O<,2>复合膜改善LiMn<,2>O<,4>/Li二次电池循环特性的机理在于使锂负极表面电化学反应均质化和锂电还原结晶时的细晶化,从而降低了电池的锂负极界面极化,提高了锂锰二次电池的循环寿命.
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