第10卷第1期 2010年2月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
活化温度对LiMnPO4固相反应制备过程的影响
黄映恒1，童张法"，蓝建京1，陈义族1
(1.广西大学化学化工学院，广西南宁530004;2.河池学院，广西宜州546300)
VoL.10 No.1 Feb.2010
摘要：以氢氧化锂、磷酸二氢铵和醋酸锰为原料，以聚乙二醇PEG-400为表面活性剂，经低热反应合成前驱体 NHMnPO，再经固相反应制备LiMnPO,纳米晶体.对产物进行了表征，研究了活化温度对LiMnPO4生成过程的影响。探讨其可控制分步合成过程。结果表明，晶体生长动力学指数n=1.1，品粒生长激活能E=20.98kJ/mol.在LiMnPO4 晶粒生长过程中可通过调节温度控制LiMnPO4晶粒粒度.以LiMnPO.为材料制作析氢电极，电极因材料粒度不同在
水溶液中催化析氢的程度不同，随电极材料粒度增大，析氢电极反应平衡电势负移，关键词：LiMnPO4：固相反应：晶粒生长动力学，电极过程
中图分类号：O611.4;TQ131.1*1 1前言
文献标识码：A
近几年来，含锂磷酸盐LiMPO4(M=Mn，Fe,Co,Ni 等)作为锂离子电池材料(1-11]和磁电晶体材料[12,13]的基础研究受到广泛关注，这些材料在锂离子二次电池中均有约170mA-h/g的理论容量，但不同材料的充放电电压和电导率不同.LFePO4因放电电压较低、电导率相对较高、电解液易购买而研究较完善，LiMnPO.次之，其他材料放电电压相对略高、适合的电解液较少、电导率很低，近期难实现产业化
LiMnPO4制备常用的方法有固相反应法[2-6]、静电喷雾沉积法[8]、溶胶-凝胶法[9.10]、水热法[]等。目前采用固相反应合成法制备LiMnPO4不多，王志兴等[2-5]采用固相反应合成法，以LiCO，MnCO，NHH>PO4为原料制备LiMnPO4，研究了其在锂离子二次电池中的充放电性质，产物粒径约100~200nm，制备时间长、能耗大；黄可龙等[14]研究了LiFePO。作为水溶液锂离子电池材料的可能性，在水的稳定区间，LiFePO4具有适中的工作电位(0.4VVS.NHE).其他含锂磷酸盐在水溶液中作为电极材料的应用研究还未见
本工作以以氢氧化锂、磷酸二氢铵和醋酸锰为原料，以聚乙二醇PEG-400为表面活性剂，经低热反应合成前驱体，再经固相反应制备LiMnPO纳米粉体，并制作LiMnPO电极，探讨其可控制分步合成过程，并初步
研究了水溶液中电极材料粒度对电极行为的影响 2实验
2.1主要仪器与试剂
D/max2500V型X射线衍射仪(日本理学)，IR450
文章编号：1009-606X(2010)01-0179-06
型红外光谱仪(日本岛津)，NETZSCHSTA409DC热分析仪(德国耐驰)，S-570扫描电子显微镜(日本株式会社)，CS电化学工作站(华中科技大学)
氢氧化锂(AR)，磷酸二氢铵(AR)和醋酸锰(AR)，
PEG-400(CP). 2.2材料制备
分别称取0.05mol氢氧化锂、磷酸二氢铵和醋酸
链，混合后充分研磨，加入少量乙醇水落液和儿满 PEG-400，继续研磨使反应体系成为均匀的液固浆料将浆料转入措埚中，放入恒温箱，70C下恒温反应4h，得到固相或粘稠状的前驱体，将未经洗涤的前驱体移至马弗炉中，分别在不同活化温度下固相反应4h经水
洗、乙醇洗、干燥后，得到产物. 2.3性能表征
采用X射线衍射仪，用Jade5.0XRD分析软件分析试样的组成，计算样品的平均粒度，测试条件：扫描范围26=5~70°，扫描速度10°%min,Cu靶，管电压40kV，管电流200mA.
红外光谱分析采用KBr压片，分辨率为4cm-，扫描范围400~4000cm~l
DTA-TG分析在流速为100mL/min的空气中以 10℃/min速率升温至1000℃
SEM分析：取少量样品置于无水乙醇中，在超声波仪中振荡分散5min，用滴管取出乙醇液滴于铝片上，
喷金后在扫描电子显微镜下观测样品形貌 2.4动电位极化电极过程
为考察材料粒度对其在水溶液中电化学电极行为的影响，采用三电极体系，参比电极为饱和KCI甘汞电
收稿日期：2009-04-15，修回日期：2009-12-18
基金项目：广西青年科学基金资助项目(编号：0728101)：广西数育序科研基金资助项目(编号：200505083）
作者简介：黄映恒(1969-)，男，壮族，广西田东县人，博士研究生，测教授，化学工艺专业：张法，通讯联系人，E-mail:zhftong@sina.com
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