【摘要】：隨著石油、天然氣等不可再生資源的枯竭,開發(fā)可持續(xù)性能源,建設(shè)低碳環(huán)保型社會已成為當(dāng)務(wù)之急,鋰離子電池作為新型的綠色能源電池已經(jīng)得到了社會的廣泛關(guān)注。在眾多的電極材料中,三元正極材料由于其成本低廉、導(dǎo)電性優(yōu)異、較高的放電比容量以及環(huán)境友好等特點被認(rèn)為是具有商業(yè)應(yīng)用價值的電池材料。本文通過靜電紡絲技術(shù)、水熱法和噴霧干燥技術(shù)制備了不同形貌的LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正極材料,采用XRD、SEM、EDS對電極材料進(jìn)行了表征,采用電池測試系統(tǒng)和電化學(xué)工作站對電極材料進(jìn)行了電化學(xué)性能測試,探究了電極材料的形貌、結(jié)構(gòu)以及元素分布對LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正極材料電化學(xué)性能的影響。通過靜電紡絲技術(shù)、水熱法和噴霧干燥技術(shù)合成的LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正極材料均為六方晶系的α-NaFeO_2層狀結(jié)構(gòu),為R-3m空間點群。通過靜電紡絲技術(shù)合成的LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2納米纖維,700℃焙燒后在0.2 C倍率下的首次放電比容量可達(dá)200.07 mAh·g~(-1)。采用硝酸鹽作為初始原料通過水熱法合成了LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正極材料,研究了水熱時間和水熱溫度對電極材料的形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響,實驗發(fā)現(xiàn)水熱時間為12 h,溫度為180℃時合成的電極材料具有較優(yōu)的電化學(xué)性能。采用硫酸鹽作為初始原料通過水熱法合成了類球形結(jié)構(gòu)LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正極材料,水熱12 h合成的電極材料具有較好的循環(huán)性能。通過噴霧干燥技術(shù)合成了LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正極材料,研究了焙燒溫度對其形貌結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響,焙燒溫度為700℃合成的電極材料具有較好的循環(huán)性能,相對較小的電荷轉(zhuǎn)移電阻和良好的鋰離子擴散能力。
【圖文】：

圖 1.1 鋰離子電池充放電過程示意圖ixCoyAl1-x-yO2正極材料的研究進(jìn)展NixCoyAl1-x-yO2正極材料的合成方法的合成 LiNixCoyAl1-x-yO2正極材料的方法有共沉淀法[33-40]、水熱, 42]、高溫固相法[43]、靜電紡絲法[44]、噴霧干燥法[45]、共晶熔鹽法晶法[47]等，不同的合成方法可得到不同形貌結(jié)構(gòu)、不同粒Al1-x-yO2正極材料，并且會對材料的電化學(xué)性能產(chǎn)生進(jìn)一步的影響共沉淀法淀法是合成粉體材料重要且廣泛應(yīng)用的材料合成方法之一。共沉溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯�，將溶液充分混合使各組分按照化學(xué)計，再經(jīng)高溫煅燒分解，最后制備出目標(biāo)產(chǎn)物。共沉淀反應(yīng)過程主

第 1 章 緒 論ng 等[49]采用共沉淀和混鋰煅燒兩步法制備了 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正沉淀法制備前驅(qū)體不同的是，為了使 Ni2+，Co2+和 Al3+同時沉淀，為 Al3+源使 Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2實現(xiàn)了均勻沉淀(如圖 1.2)，并且研間對前驅(qū)體的形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。通過共沉淀法合成，當(dāng)前驅(qū)體反應(yīng)時間為 30 h 時，Li+/Ni2+的陽離子混排程度最低且有最佳的均勻性和完整性，并且具有較高的放電比容量、良好的倍率性能。在 0.1 C 下最高放電容量為 202.30 mAh·g-1，在 1 C 下保持率接近 99.40 %，，在 10 C倍率下的放電容量超過 140.00 mAh·性能可歸因于 Ni2+，Co2+和 Al3+的均勻共沉淀以及較低的 Li+/Ni2+更為有序的層狀結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.1;TM912

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本文編號：2692381