锂离子电池电极反应机理研究

本项目用溶胶-凝胶方法制备锂离子电池的正极活性物质LiMn2O4，以Ni(2+)、Cr(3+)等阳离子修饰，成为Li-Cr-Mn-O的四元体系（Li2.10Cr0.44Mn3.74O9）具有比较稳定的晶体结构，承受力强，充放寿命较长，发现其容量为140mAh/g。阴极活性物质以聚苯在650℃热解所得的碳具有容量645mAh/g。其中有部分不可逆容量有待解决。从量子化学计算，结果表明锂电池放电，锂在正极的嵌入是电池反应的控制步骤：锂的分子轨道（HOMO）能量为0.055eV,当锂嵌入正极后，其分子轨道（LOMO）能量由正降为负，成为电子接受体，否则电子不能从负极级由外电路流向正极。