本文關(guān)鍵詞：富鋰層狀氧化物正極材料的電化學(xué)性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋰離子電池作為化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)換裝置,因其具有高的比能量密度、高的電池電壓、長的循環(huán)壽命、安全性能良好且環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于在動力、照明、化學(xué)、紡織、通信、廣播等各個領(lǐng)域,極大地推動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著社會的進(jìn)步,人們對鋰離子電池提出了更高的性能要求,希望獲得更高的比能量密度、更長的循環(huán)壽命和更佳的安全性能,尤其是當(dāng)它應(yīng)用在移動設(shè)備上,因此積極研發(fā)新的體系和新的電極材料成為下一階段鋰離子電池研究的重點(diǎn)。經(jīng)過多年的研究發(fā)展,負(fù)極材料可達(dá)到的可逆容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正極材料,而正極材料成本約占電池總成本的30%到40%,所以,側(cè)重發(fā)展正極材料才是提高電池性能的最優(yōu)選擇。富鋰層狀固溶體因為高的工作電壓和容量一直備受關(guān)注,本文中,我們聚焦于富鋰層狀的Li2RuO3-LiCoO體系和Li3NbO4-NiO體系的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系,總結(jié)為以下兩個工作。1.通過簡單的固相反應(yīng)法制備出Li2RuO3-LiCoO型復(fù)合物,充放電測試表明該體系具有高的放電比容量,在恰當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)以一定的電流密度進(jìn)行充放電,其放電容量高達(dá)240 mAh/g,經(jīng)過50圈循環(huán)后,容量還有180 mAh/g,說明Li2RuO3組分不僅作為電化學(xué)反應(yīng)活性相參與反應(yīng)為體系提供能量,并且能穩(wěn)定體系整體結(jié)構(gòu)。2.同樣以固相法合成出Li3NbO4-NiO一系列層狀富鋰固溶體。電化學(xué)測試表明該體系高的放電比容量,特別是對于含Nb量高的樣品,在一定的電壓范圍內(nèi)以適中的電流密度進(jìn)行充放電,放電比容量可高達(dá)340 mAh/g。如此高的放電比容量除了由傳統(tǒng)的過渡金屬Ni參加氧化還原反應(yīng)提供比容量之外,氧參與反應(yīng)也是比容量的一個重要來源。盡管該系列固溶體的循環(huán)穩(wěn)定性不高,但通過對比依然可以發(fā)現(xiàn)對于含Nb量高的樣品的穩(wěn)定性要好于含Nb量低的樣品,表明Li3NbO4對晶體的支撐作用�？偟膩碚f,挑選合適的過渡金屬以誘導(dǎo)氧參與氧化還原反應(yīng)是提高正極材料比容量的一條重要策略。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 富鋰過渡金屬氧化物 固相反應(yīng)法 結(jié)構(gòu)與性能
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O646;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鋰離子電池概述11-16
• 1.2.1 鋰離子電池簡介11-13
• 1.2.2 鋰離子電池發(fā)展歷史13-15
• 1.2.3 正極材料的選擇要求15-16
• 1.3 常見的氧化物正極材料16-25
• 1.3.1 LiCoO_216-19
• 1.3.2 LiNiO_219
• 1.3.3 LiMnO_219-20
• 1.3.4 LiNi_(1-y)Co_yO_220-21
• 1.3.5 LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_221-23
• 1.3.6 Li_2MnO_323-24
• 1.3.7 LiMn_2O_424-25
• 1.4 本論文選題背景與研究目的25-27
• 第二章 試驗方法27-31
• 2.1 實驗原料27-28
• 2.2 電極制備28
• 2.3 材料表征28-29
• 2.3.1 X射線衍射28
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡28-29
• 2.3.3 透射電子顯微鏡29
• 2.3.4 X射線光電子能譜29
• 2.4 材料電化學(xué)性能測試29-31
• 2.4.1 恒流充放電測試29
• 2.4.2 循環(huán)伏安測試29-30
• 2.4.3 交流阻抗測試30-31
• 第三章 富鋰層狀Li_2RuO_3-LiCoO_2的電化學(xué)性能研究31-42
• 3.1 引言31-32
• 3.2 實驗32-33
• 3.2.1 固相反應(yīng)法32
• 3.2.2 液相混合法32-33
• 3.3 結(jié)果與討論33-41
• 3.3.1 Li_2RuO_3-LiCoO_2型復(fù)合物的結(jié)構(gòu)表征33-37
• 3.3.2 Li_2RuO_3-LiCoO_2型復(fù)合物的電化學(xué)性能37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 富鋰層狀Li_3NbO_4-NiO的電化學(xué)性能研究42-49
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實驗43-44
• 4.3 結(jié)果與討論44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 本論文創(chuàng)新之處49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-59
• 致謝59-60
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果60

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