锂离子电池锰酸锂基阴极材料改性机理研究

锰酸锂是一种新型锂离子电池阴极材料, 有希望代替目前所用钴酸锂，以解决钴资源短缺等问题。但单纯的锰酸锂的循环性能不够好，特别是温度较高（55 C以上）时。掺杂某些元素可以提高锰酸锂的循环性能，又会降低其初始容量，混合掺杂可望提高锰酸锂的综合性能。本项目拟利用世界上先进的理论研究成果、材料设计平台和实验测量信息提取技术，包括量子力学从头计算法，相图计算技术和X射线衍射结构精细化技术，来研究各种掺杂元素在锰酸锂晶格中的占位情况，掺杂元素后，材料中的电子云分布情况，锂离子及其他金属离子的电极电位，掺杂对锰酸锂结构稳定性、化学稳定性、充放电过程中晶体体积变化、锂离子迁移途径、扩散能的影响。将以上信息和电池的充电电压、容量、稳定性等性能相关联，由此来搞清掺杂元素改变锰酸锂基电极材料性能的机制和规律，为预示进一步改善性能的有效途径提供理论指导。