LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 鋰電池正極材料的制備和電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-03-19 07:19
開發(fā)高品質(zhì)正極材料的低成本制備技術(shù)是突破高比能量、高比功率和長壽命的鋰離子動(dòng)力電池發(fā)展的關(guān)鍵。正極材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)鋰離子電池的容量、充放電平臺(tái)和循環(huán)性能有重要影響。本文以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料為研究對(duì)象,通過引入層次分析法（AHP）進(jìn)行多目標(biāo)分解,得出了倍率產(chǎn)品指標(biāo)權(quán)重模型（克比容量:庫倫效率:循環(huán)性能:15C/1C標(biāo)倍率性能=0.0955:0.0955:0.2495:0.5595）。并通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),獲得最優(yōu)工藝參數(shù)為A1B1C3D1,即最優(yōu)工藝組合為:前驅(qū)體粒徑3μm、L/M配料比1.02、煅燒溫度970oC和煅燒時(shí)間8h。正交試驗(yàn)結(jié)果表明,在優(yōu)化工藝參數(shù)下制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉體的兩對(duì)譜峰（006）/（012）和（018）/（110）XRD特征峰分裂明顯,I（003）/I（104）比值...
【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)】：78 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
–1鋰離子電池充放電過程模擬圖
2層狀巖鹽結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)及橄欖石結(jié)構(gòu)三種，如圖1–2所示。而第一種 –NaFeO2層狀巖鹽結(jié)構(gòu)的鋰離子正極材料根據(jù)組分不同又有諸多擴(kuò)展。各類鋰電池材料SEM如圖1–3所示。圖1–2 鋰電池材料的3種主要結(jié)構(gòu)[5~7](a) 六方晶系層狀結(jié)構(gòu)；(b) 尖晶石結(jié)構(gòu)；(c) 橄欖石結(jié)構(gòu)鈷酸鋰(LiCoO2)是商業(yè)化最成功的一款鋰離子電池正極材料。目前使用的是層狀結(jié)構(gòu)的 HT–LiCoO2，屬六方晶系 R 3m 空間群。其中 Li 占據(jù)著層狀巖鹽結(jié)構(gòu)的 3a 位，Co 著 3b 位，O 占據(jù)著 6c 位，Co 層和 Li 層交替排列在 O 層兩側(cè)。但鈷酸鋰的高溫安全性不佳，限制了其在滿足動(dòng)力方面的應(yīng)用；其次，由于鈷價(jià)格昂貴，致使鈷酸鋰價(jià)格居高不下，難以滿足動(dòng)力電池的成本控制[8]。(a)(b) (c)
易于電解液反應(yīng)，使得其熱穩(wěn)定性也較差。圖1–3 各類鋰電池粉體SEM微觀形貌(a) 單晶形態(tài)LiCoO2；(b) 納米級(jí)LiFePO4；(c) LiNiO2；(d) 球形LiMn2O4二次顆粒錳酸鋰(LiMn2O4) ，尖晶石型錳酸鋰屬于 Fd3m 空間群，其理論比容量148mAh/g，實(shí)際比容量約120mAh/g。因其原料豐富、合成簡單、倍率性能好、低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，作為下一代鋰離子電池候選材料受到了廣泛的關(guān)注。尤其在插電式混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車領(lǐng)域，但循環(huán)和貯存性能已成為制約其在鋰(d)10μm(a)(c)(b)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 湯雁,劉攀,徐友龍. 電子元件與材料. 2014(08)
[2]鋰離子電池三元正極材料的研究進(jìn)展[J]. 鄒邦坤,丁楚雄,陳春華. 中國科學(xué):化學(xué). 2014(07)
[3]鋰離子電池正極三元材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 蔡少偉. 電源技術(shù). 2013(06)
[4]鋰離子電池三元正極材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究進(jìn)展[J]. 徐群杰,周羅增,劉明爽,潘紅濤,鄧先欽. 上海電力學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[5]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(02)
[6]鋰離子電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀和研究進(jìn)展[J]. 蔣兵. 湖南有色金屬. 2011(01)
[7]基于層次分析法的產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量權(quán)重分配[J]. 荊洪英,張利,聞邦椿. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
[8]鋰離子電池氧化物電極材料離子動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 歐陽楚英,施思齊,陳立泉. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2007(S1)
[9]層次分析法在爆破方案優(yōu)化中的應(yīng)用研究[J]. 王常紅,朱傳云,舒大強(qiáng),付少君. 爆破. 2000(02)
本文編號(hào)：3089197
【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)】：78 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
–1鋰離子電池充放電過程模擬圖
2層狀巖鹽結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)及橄欖石結(jié)構(gòu)三種，如圖1–2所示。而第一種 –NaFeO2層狀巖鹽結(jié)構(gòu)的鋰離子正極材料根據(jù)組分不同又有諸多擴(kuò)展。各類鋰電池材料SEM如圖1–3所示。圖1–2 鋰電池材料的3種主要結(jié)構(gòu)[5~7](a) 六方晶系層狀結(jié)構(gòu)；(b) 尖晶石結(jié)構(gòu)；(c) 橄欖石結(jié)構(gòu)鈷酸鋰(LiCoO2)是商業(yè)化最成功的一款鋰離子電池正極材料。目前使用的是層狀結(jié)構(gòu)的 HT–LiCoO2，屬六方晶系 R 3m 空間群。其中 Li 占據(jù)著層狀巖鹽結(jié)構(gòu)的 3a 位，Co 著 3b 位，O 占據(jù)著 6c 位，Co 層和 Li 層交替排列在 O 層兩側(cè)。但鈷酸鋰的高溫安全性不佳，限制了其在滿足動(dòng)力方面的應(yīng)用；其次，由于鈷價(jià)格昂貴，致使鈷酸鋰價(jià)格居高不下，難以滿足動(dòng)力電池的成本控制[8]。(a)(b) (c)
易于電解液反應(yīng)，使得其熱穩(wěn)定性也較差。圖1–3 各類鋰電池粉體SEM微觀形貌(a) 單晶形態(tài)LiCoO2；(b) 納米級(jí)LiFePO4；(c) LiNiO2；(d) 球形LiMn2O4二次顆粒錳酸鋰(LiMn2O4) ，尖晶石型錳酸鋰屬于 Fd3m 空間群，其理論比容量148mAh/g，實(shí)際比容量約120mAh/g。因其原料豐富、合成簡單、倍率性能好、低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，作為下一代鋰離子電池候選材料受到了廣泛的關(guān)注。尤其在插電式混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車領(lǐng)域，但循環(huán)和貯存性能已成為制約其在鋰(d)10μm(a)(c)(b)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 湯雁,劉攀,徐友龍. 電子元件與材料. 2014(08)
[2]鋰離子電池三元正極材料的研究進(jìn)展[J]. 鄒邦坤,丁楚雄,陳春華. 中國科學(xué):化學(xué). 2014(07)
[3]鋰離子電池正極三元材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 蔡少偉. 電源技術(shù). 2013(06)
[4]鋰離子電池三元正極材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究進(jìn)展[J]. 徐群杰,周羅增,劉明爽,潘紅濤,鄧先欽. 上海電力學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[5]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(02)
[6]鋰離子電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀和研究進(jìn)展[J]. 蔣兵. 湖南有色金屬. 2011(01)
[7]基于層次分析法的產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量權(quán)重分配[J]. 荊洪英,張利,聞邦椿. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
[8]鋰離子電池氧化物電極材料離子動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 歐陽楚英,施思齊,陳立泉. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2007(S1)
[9]層次分析法在爆破方案優(yōu)化中的應(yīng)用研究[J]. 王常紅,朱傳云,舒大強(qiáng),付少君. 爆破. 2000(02)
本文編號(hào)：3089197
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3089197.html
最近更新
教材專著
