隨著電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車（EVs）和智能電網(wǎng)等新興事物的涌現(xiàn)和發(fā)展,高能量密度、高功率密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的鋰離子電池的發(fā)展需求變得越來越迫切。正極材料是決定鋰離子電池性能和成本的最關(guān)鍵因素,因而是電池材料體系的研究重點(diǎn)。富鎳層狀材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）具有較低的成本和優(yōu)異的電化學(xué)性能,是一種優(yōu)選的鋰離子電池正極材料。然而NCA材料有一個(gè)顯著的缺點(diǎn),即在高溫（≥50℃）循環(huán)過程中的容量衰減很嚴(yán)重,這制約著其在鋰離子電池領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。NCA材料在脫鋰時(shí)生成的Ni⁴⁺會(huì)與電解液之間發(fā)生副反應(yīng),并且該副反應(yīng)隨測(cè)試溫度的提高而愈加劇烈,與此同時(shí)導(dǎo)致材料性能的嚴(yán)重衰減,甚至可能引起電池的安全隱患問題。為此,研究者們通常采用表面包覆以避免NCA材料和電解液之間的直接接觸來解決這一問題。早期,研究者們大多選用氟化物、氧化物、磷酸鹽等包覆物質(zhì),然而以上包覆物多為離子絕緣體或/和電子絕緣體,這會(huì)導(dǎo)致電池的極化增大并由此降低正極材料的容量和倍率性能。本文中,采用共沉淀... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

核殼材料的SEM及EDS測(cè)試[49]

圖 1-2 (a)核殼梯度材料的示意圖和(b)二次顆粒橫截面的 EPMA 分析[51]ig. 1-2 (a) The Schematic diagram of Ni-rich material surrounded by concentration-gradient oulayer and (b) the EPMA analysis of its cross-section[51]2011 年，Yang-Kook Sun 又提出平均鎳含量更高的 Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O核殼材料，該材料表現(xiàn)出更為優(yōu)異的倍率性能。同年，作者又研究了鎳、鈷、素呈全濃度梯度變化的 LiNi0.75Co0.10Mn0.15O2材料，結(jié)合 SEM 和 EPMA 分析，從二次顆粒的中心到顆粒表面，鎳和鈷的元素含量逐漸降低，錳元素含量逐

生鋰鎳混排的富鎳層狀材料的結(jié)構(gòu)示意圖，不同原子對(duì) X 射線的散Li、Ni、O 原子的散射因子分別為 1.77、19 和 5.131，(003)晶面為過此一部分 Ni2+與 Li+混排會(huì)降低(003)晶面對(duì) X 射線的衍射，相應(yīng)的 (003)峰的強(qiáng)度降低；理想結(jié)構(gòu)的(104)晶面為元素按照 Li-O-M-O 的，同樣的，Ni2+占據(jù) Li+位會(huì)使(104)晶面對(duì) X 射線衍射能力的增強(qiáng)，峰強(qiáng)度升高。因此 I(003)/I(104)的比值越高，說明鋰鎳混排程度越低，認(rèn)為具有較低陽離子混排的富鎳層狀材料的I(003)/I(104)的峰強(qiáng)比應(yīng)。此外，(006)/(102)峰和(108)/(110)峰的分峰程度越好，也說明材料的性越好[39]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]加壓氧化法制備LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正極材料[J]. 劉萬民,胡國(guó)榮,彭忠東,杜柯,曹雁冰,劉強(qiáng),黃金龍.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(01)
[2]鋰離子電池爆炸機(jī)理研究[J]. 陳玉紅,唐致遠(yuǎn),盧星河,譚才淵.  化學(xué)進(jìn)展. 2006(06)



本文編號(hào)：3053475