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稀有金属2025年第02期:无钴双元素掺杂尖晶石型锰酸锂研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李济澜;马佳柔;

单位:六盘水师范学院化学与材料工程学院;大连大学环境与化学工程学院;

摘要:随着经济社会的发展,发展绿色环保的清洁能源日益成为人类社会的共识。锂离子电池(LIBs)由于对环境无害已经成为现代社会最重要的二次电源,广泛应用在便携式电子设备和电动汽车上。但是锂离子电池由于高昂的价格和有限的能量密度限制了其商业化应用的进一步发展,含钴的正极材料价格高昂是锂离子电池成本太高的重要原因,因此,发展无钴的正极材料是降低锂离子电池价格的重要方向。尖晶石型锰酸锂(Li Mn_2O_4)具有高能量密度、高工作电压、以及低廉的成本等优点而成为锂离子电池正极材料发展的热门材料之一。然而,尖晶石型锰酸锂(Li Mn_2O_4)材料还存在Jahn-Teller畸变、歧化反应2Mn~(3+)→Mn~(2+)+Mn~(4+)导致Mn的溶解、充放电循环寿命太短等问题,限制了其商业化应用。针对锰酸锂(Li Mn_2O_4)存在的问题,目前主要采用表面修饰和体相掺杂来进行改性,以求改善锰酸锂的性能。单元素体相掺杂改性的LiMn_2O_4材料已经有许多文献综述报道,而近年来涌现出大量的双元素掺杂的文献报道还少有总结。因此,对近年来双元素掺杂的无钴尖晶石型锰酸锂材料研究进展进行总结,并分析在锰位、锂位、氧位各种双元素掺杂的材料的优缺点以及未来发展趋势。

关键词:锂离子电池(LIBs)正极材料;;尖晶石型锰酸锂;;单元素掺杂;;双元素掺杂

基金资助:贵州省科技厅技术基金项目(黔科合基础-ZK[2022]一般531);; 贵州省教育厅基金项目(黔教技[2023]044号);; 六盘水师范学院高层次人才科研启动基金项目(LPSSYKYJJ202006)资助