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题名一步氧化法制备锰酸锂正极材料用电池级四氧化三锰
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作者
马钟琛
魏子杰
朱明涛
叶恒棣
郭学益
谭磊
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机构
中冶长天国际工程有限责任公司
湖南省先进储能材料技术创新中心
中南大学冶金与环境学院
长沙理工大学能源与动力工程学院
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出处
《化工学报》
北大核心
2025年第3期1363-1374,共12页
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基金
中冶集团“181计划”重大研发项目
国家自然科学基金项目(52204306)。
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文摘
通过一步氧化制备Mn_(3)O_(4),研究反应过程中温度、转速、氨锰摩尔比以及氨水流速变化对Mn_(3)O_(4)结构、形貌、粒径的影响。结果表明,升高温度会加快反应速率,降低体系过饱和度,从而增加产物的粒径;随着转速增加,溶液高速流动带来的剪切力会使Mn_(3)O_(4)的粒径趋于减小且分布更为集中;氨锰摩尔比的提高会直接降低体系的过饱和度并优化晶体的生长,使Mn_(3)O_(4)的粒径增加,球形度更好。其中,在搅拌转速900 r/min、氨锰摩尔比为2.0、温度为70℃的条件下获得的Mn_(3)O_(4)粒径D_(50)为10.3μm,振实密度高达2.65 g/cm^(3),比表面积仅为0.369 m^(2)/g。在此基础上,通过反应前期调低氨水流速加快成核,在反应后期调高氨水流速从而促进颗粒生长的方式,将Mn_(3)O_(4)粒径D_(50)降至5.34μm,同时保证了2.51 g/cm^(3)的高振实密度和0.400 m^(2)/g的低比表面积。将粒径为10μm级和5μm级的Mn_(3)O_(4)作为前体混合Li2CO_(3)烧制成LiMn_(2)O_(4)正极材料,结果表明10μm的样品拥有更好的循环性能,在1 C的倍率下首圈放电比容量达到121.3 mAh/g,循环200圈后容量保持率为92.8%;5μm样品具有更好的倍率性能,在3 C、5 C、10 C倍率下的比容量分别为102.6、93.4、77.6 mAh/g。
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关键词
四氧化三锰
一步氧化法
锰酸锂
电化学性能
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Keywords
manganese tetroxide
one-step oxidation method
lithium manganate
electrochemical properties
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分类号
TF123
[冶金工程—粉末冶金]
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