S-M(M=Cu,Co,Ti)复合掺杂层状LiMnO2的合成及其电化学性能

用水热法合成了锂离子电池正极材料正交结构LiMnO2材料,并对其进行S2－、大尺寸阳离子(Cu2＋,Co3＋,Ti4＋)以及硫-金属离子复合掺杂改性.用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱分析(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、恒电流充放电、交流阻抗谱(EIS)等测试技术进行表征.实验结果表明当掺入离子的含量较低时,得到的产物能保持完整的正交结构,并表现出较好的电化学性能.S2－和非Jahn-Teller效应大尺寸阳离子的掺入使材料的循环稳定性能大幅度提高,而这种提高是源于这些离子对LiMnO2结构的稳定作用.电极材料Li1.02Mn0.988Ti0.012O1.989S0.011显示了最优的电化学性能,在50mA？g－1放电速率下,其初始放电容量为142.6mAh？g－1,60次循环后放电容量为213.4mAh？g－1.硫-金属阳离子复合掺杂,综合了大尺寸阳离子可以提高材料中Li＋的扩散能力和S2－掺杂抑制Jahn-Teller畸变两方面优势,使层状结构LiMnO2正极材料既保持了较高的容量又获得良好的循环性能.