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sunxh159木蟲 (著名寫手)
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[求助]
LiMn2O4合成
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合成錳酸鋰好幾個(gè)月了!都說LiMn2O4是最好合成的!但是我需要控制其合成出來的形貌為球形! 采用的方法是先合成出球形的MnCO3,燒結(jié)得到球形Mn2O3,然后與LiCO3混合均勻后在高溫煅燒得到LiMn2O4.可是從來就沒有得到球形結(jié)構(gòu)的!不知道原因出在哪里? 球形MnCO3的合成采用直接沉淀法,控制反應(yīng)條件:溫度30攝氏度,時(shí)間30分鐘,[MnSO4]/[NH4HCO3]濃度比為5:1,十二烷基磺酸鈉為粒徑控制劑。得到的Mn2CO3在560攝氏度下燒結(jié)得到Mn2O3。 Mn2O3與Li2CO3按Li/Mn比1.05:2在研缽中研磨,使其混合均勻后在2MPa壓力下壓成片,在空氣氛程序升溫爐中750攝氏度下煅燒8h得到產(chǎn)品。 測(cè)SEM,根本不是球形的!而且團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重! 求教高手原因出在哪里?望不吝賜教!先謝過! [ Last edited by sunxh159 on 2011-9-14 at 16:59 ] |
鋰電池 | 鋰電 | 鋰離子電池 | 鋰電-電化學(xué) |
榮譽(yù)版主 (文壇精英)
玉樹臨風(fēng)小純潔
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做過一小段時(shí)間的LMO,走的碳酸錳路線,說一點(diǎn)我的想法,不當(dāng)之處歡迎交流 1、樓主既然合成了碳酸錳,那么就沒有必要先焙燒生產(chǎn)MO,然后再混Li,再焙燒。這樣一來浪費(fèi)時(shí)間和資源,二來喪失了你以碳酸錳為前軀體的意義,實(shí)際上你這是以MO為前軀體了,最后的形貌性能啥的不合你的要求也不足為奇 2、前軀體制備時(shí)建議將碳酸氫銨的濃度加大,至少和Mn一樣的濃度,并且保證堿的流速大于鹽流速,這樣有幾個(gè)好處:1.Mn能盡可能完全沉淀,2.銨根的增加有助于對(duì)于Mn的絡(luò)合,從而達(dá)到金屬離子的緩釋作用,最終使得碳酸錳能夠比較穩(wěn)定有序的緩慢生長(zhǎng),而不會(huì)一下子生長(zhǎng)過快。緩慢有序的生長(zhǎng)一來有助于材料的球形度和粒度分布,二來有助于讓材料長(zhǎng)得密實(shí),從而能提高最終產(chǎn)物的循環(huán)性能(長(zhǎng)得不密實(shí),充放電幾周電池可能就掛了)。另外,建議延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,30分鐘的反應(yīng)時(shí)間太短,說明不了什么問題,有可能你這30分鐘取得的樣品只是一個(gè)前期的不成熟的樣品。建議完整、長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)控一次材料的生長(zhǎng)過程,這也是一個(gè)數(shù)據(jù)的積累,有助于寫論文的 3.前軀體制備好后應(yīng)該多洗滌幾次,你這用的硫酸鹽,最后S含量恐怕比較高,因此要盡量多洗,降低硫的含量,這樣有助于電池的電性能以及高溫性能,如果你用氯化錳的話就洗氯離子。反正要保證洗滌干凈 4.前軀體搞定以后直接混Li,由于碳酸錳粒度一般較大,你采用三維混料即可,混料完畢之后再進(jìn)行焙燒。這樣比先燒成MO再二次焙燒的好處在于,一個(gè)能保證材料的球形度,二來材料的結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生太大變化,二氧化碳的放出會(huì)帶來一些氣孔,而Li能及時(shí)填補(bǔ)進(jìn)去,這樣你苦心孤詣做的一個(gè)密實(shí)的球形度良好的碳酸錳前軀體的形貌就不會(huì)被破壞,如果先燒成MO,那么你前面的功都白費(fèi)了,那就還不如尋找性能好的MO,以MO為前軀體焙燒方便 5.關(guān)于焙燒的溫度和時(shí)間,由于涉及到一些商業(yè)機(jī)密,這個(gè)不方便透露,但是建議你還是好好做正交試驗(yàn)。焙燒溫度和時(shí)間還有風(fēng)量是很重要的參數(shù),甚至于不同的爐子都能燒出不同的效果。這個(gè)其實(shí)是很好的積累數(shù)據(jù),觀察變化的機(jī)會(huì),也是論文中不錯(cuò)的分析切入點(diǎn)?傮w上,建議走兩步,第一步,讓碳酸錳完全分解,LMO的相基本形成(雜項(xiàng)基本消失),在這個(gè)溫度平臺(tái)下保溫一段時(shí)間以后,繼續(xù)升溫至高溫平臺(tái)保溫,讓焙燒更為充分。 6.燒完之后不是就完事了,破碎是很重要的一個(gè)步驟。破碎后,中位粒度的變化和粒度分布的變化都會(huì)影響到材料的性能。而且破碎有時(shí)候也會(huì)破壞甚至是認(rèn)為故意去破壞材料本來的球形形貌。所以,個(gè)人建議不要太在意球形度是否好看啥的,你的破碎手段很難讓材料在SEM下以一個(gè)個(gè)球的形貌存在 另外,說說你的材料最終團(tuán)聚的問題,我覺得可能因?yàn)閹讉(gè)原因: 1.你的前軀體壓根物化性能不佳,前軀體生長(zhǎng)不良,內(nèi)部結(jié)構(gòu)空虛,前軀體壓根可能就不是球,或者前軀體時(shí)球,但是你當(dāng)你把他置于高溫焙燒成MO以后,加上二氧化碳放出,材料內(nèi)部的空虛使得材料形貌禁受不住外力的作用而損壞,球形也從而崩潰掉 2.球形崩潰掉以后,里面其實(shí)就是一些大顆粒無序構(gòu)成的碎屑,在高溫的作用下,一些碎屑會(huì)聚集在一起結(jié)塊。然后你在此基礎(chǔ)上混Li,最終產(chǎn)物就是一些不規(guī)則的東西團(tuán)聚在一起也很正常 |
至尊木蟲 (正式寫手)
至尊木蟲 (正式寫手)
木蟲 (著名寫手)
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