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锂离子电池锰酸锂基阴极材料改性机理研究

批准号50472088 学科分类无机非金属材料设计及相图 ( E021302 )
负责人黄松涛 职称教授 单位名称北京有色金属研究总院
资助金额 27万元 项目类别 面上项目 起止年月 2005年01月01日 至 2007年12月31日
主题词 锂离子电池,阴极材料,掺杂,第一性原理,相图计算
附注说明 锰酸锂是一种新型锂离子电池阴极材料, 有希望代替目前所用钴酸锂,以解决钴资源短缺等问题。但单纯的锰酸锂的循环性能不够好,特别是温度较高(55 C以上)时。掺杂某些元素可以提高锰酸锂的循环性能,又会降低其初始容量,混合掺杂可望提高锰酸锂的综合性能。本项目拟利用世界上先进的理论研究成果、材料设计平台和实验测量信息提取技术,包括量子力学从头计算法,相图计算技术和X射线衍射结构精细化技术,来研究各种掺杂元素在锰酸锂晶格中的占位情况,掺杂元素后,材料中的电子云分布情况,锂离子及其他金属离子的电极电位,掺杂对锰酸锂结构稳定性、化学稳定性、充放电过程中晶体体积变化、锂离子迁移途径、扩散能的影响。将以上信息和电池的充电电压、容量、稳定性等性能相关联,由此来搞清掺杂元素改变锰酸锂基电极材料性能的机制和规律,为预示进一步改善性能的有效途径提供理论指导。

成果

序号 课题 类型 参与人
0 Ab Initio Study of the phase T 会议 Maoyou Chu, Huang S.T., Jianyu
1 First Principle Calculation of 会议 Chu M.Y.(储茂友), Huang S.T.,
2 LiCoO2掺杂对锰酸锂结构和性能的 期刊 蔡振平, 金维华
3 Al-F复合改性LiMn2O4的结构和性 期刊 蔡振平, 金维华,李明勋
4 掺Co3+和Li+的LiMn2O4晶体结构和 期刊 黄松涛, 曹松, 沈剑韵
5 尖晶石锰酸锂的组成对其结构和性 期刊 阚素荣, 卢世刚,黄松涛
6 固相法制备LiNi0.25Co0.5Mn0. 25 期刊 王昌胤, 卢世刚,阚素荣
7 锂改性尖晶石锰酸锂的循环伏安特 期刊 黄松涛, 阚素荣,沈剑韵
8 尖晶石锰酸锂的第一性原理计算 期刊 黄松涛, 储茂友,沈剑韵

摘要

结题摘要 锰酸锂是一种新型锂离子电池阴极材料, 有希望代替目前所用钴酸锂,以解决钴资源短缺等问题。但单纯的锰酸锂的循环性能不够好,特别是温度较高(55℃以上)时。掺杂某些元素可以提高锰酸锂的循环性能,又会降低其初始容量,混合掺杂可望提高锰酸锂的综合性能。本项目拟利用世界上先进的理论研究成果、材料设计平台和实验测量信息提取技术,包括量子力学从头计算法,相图计算技术和X 射线衍射结构精细化技术,来研究各种掺杂元素在锰酸锂晶格中的占位情况,掺杂元素后,材料中的电子云分布情况,锂离子及其他金属离子的电极电位,掺杂对锰酸锂结构稳定性、化学稳定性、充放电过程中晶体体积变化、锂离子迁移途径、扩散能的影响。将以上信息和电池的充电电压、容量、稳定性等性能相关联,由此来搞清掺杂元素改变锰酸锂基电极材料性能的机制和规律,为预示进一步改善性能的有效途径提供理论指导。

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