鋰離子電池已經(jīng)成熟應(yīng)用于3 C產(chǎn)品以及電動工具、電動自行車等小型動力鋰電池市場,也是新能源電動汽車、儲能、通信等新興領(lǐng)域用動力、儲能電池很好的選擇。目前主流的鋰離子電池正極材料的合成方法有溶膠-凝膠法、水熱與溶劑熱合成法、微波合成法以及共沉淀法。以上各種合成方法雖能夠生產(chǎn)出較為合適的正極材料,但是其合成工序繁瑣,合成路徑復(fù)雜,在實際操作中有太多的不可控因素。低溫燃燒法能夠制備出疏松多孔,不結(jié)塊、易粉碎的超細粉體,該粉體能夠在分子狀態(tài)下混合均勻,產(chǎn)物組分均勻,并且合成工藝具有高效、節(jié)能、快速等優(yōu)點。然而該方法的制備工藝尚未成熟,并未在工業(yè)上普及。本論文探究了低溫燃燒法具體的制備工藝及其影響因素,并進一步探究稀土摻雜對材料性能的影響以及不同鎳含量的NCM三元材料的物理化學(xué)性能,主要實驗結(jié)論如下:制備工藝方面,在制備出二次前驅(qū)體后通過壓片、高溫燒結(jié)、破碎得到的樣品的粒度分布以及電化學(xué)性能均要強于未壓片再高溫燒結(jié)的材料,在1 C的放電倍率下,循環(huán)100次之后,壓片燒結(jié)的NCM333材料要比未壓片材料的放電比容量提高了 72.81%。不同鋰化配比的材料都具有較好的層狀結(jié)構(gòu)、且無雜相。當配鋰量為1... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＬｉＭｎ２〇４結(jié)構(gòu)示意圖［２４】??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＬｉＭｎ２〇４?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＾２４】??

??抗，提高了電池的高溫循環(huán)性能和倍率性能。??１．４．２聚陰離子正極材料??聚陰離子正極材料由于其具有較為穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，使得其具有較為穩(wěn)定??的循環(huán)穩(wěn)定、高溫循環(huán)性能、好的耐過充性能，然而缺點是其電導(dǎo)率較低，不利??于提高其倍率性能。因此，科研人員主要目的是提高該材料的電導(dǎo)率。常見的聚??陰離子正極材料體系有磷酸鹽體系ＬｉＭＰ０４Ｙ?（Ｍ＝Ｆｅ，Ｍｎ，Ｖ；Ｙ＝Ｆ，０，０Ｈ），硅酸鹽??體系Ｌｉ２ＭＳｉ〇４和硫酸鹽體系ＬｉＭＳ〇４Ｆ［６７】》??Ｉ?．?％?髻?％??圖１．２ＬｉＦｅＰ〇４結(jié)構(gòu)示意圖［２４］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＬｉＦｅＰ〇４?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［２４】??ＬｉＭＰＣＭ中Ｍ?—般選擇Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ和Ｎｉ。以結(jié)構(gòu)是橄欖石結(jié)構(gòu)的ＬｉＦｅＰ〇４??為例，其理論放電比容量為１７０?ｍＡｈ／ｇ，放電曲線在３．４Ｖ時有一段很平整的電??壓平臺，學(xué)者研究了磷酸鐵鋰電池的相變過程，為兩相反應(yīng)ｔ３＇認為脫嵌過程是??發(fā)生在ＬｉＦｅＰ〇４／ＦｅＰ〇４之間的相變過程，也有學(xué)者認為ＬｉＦｅＰＣＵ／ＩＩ階／ＦｅＰ〇４三相??共存結(jié)構(gòu)。??與磷酸鹽類材料相比，正硅酸鹽類材料Ｌｉ２ＭＳｉ０４在形式上可以允許２個Ｌｉ＋??的嵌入脫出，所以具有較高的理論比容量（３００ｍＡｈ／ｇ以上）。Ｓｉ－０鍵使得該材??料具有優(yōu)異的安全性能，這使得硅酸鹽類體系材料在動力電池、大型鋰離子儲能??系統(tǒng)具有較大的潛在應(yīng)用價值。正硅酸鹽材料具有與Ｌｉ３Ｐ〇４類似的晶體結(jié)構(gòu)，??其中所有陽離子均以四面體方式與氧離子配位，根據(jù)四面體的不同排列方式以??６??

量增高，熱穩(wěn)定性變差。實驗表明，高鎳材料在??相同電壓下更容易脫出Ｌｉ，且具有較強的還原傾向的Ｎｉ４＋含量較高，容易發(fā)生??Ｎｉ４＋向Ｎｉ３＋的反應(yīng)，為了保持電中性，晶格中的０２？會發(fā)生氧化反應(yīng)，在體系中??釋放〇２，使穩(wěn)定性變差。針對三元材料以上存在的問題，科研人員對其進行了??改性。主要的改性方式為離子摻雜、表面包覆和添加電解液添加劑等措施改善三??元材料的電化學(xué)性能。??Ｌｉ?ｌａｙｅｒ??，－０〇?Ｃｏ?ＪＯｉ??＾?／／／／／／／?ｊ＊?－??？，存廣》廣‘二??圖１．３ＬｉＣｏ〇２結(jié)構(gòu)示意圖［２４］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＬｉＣｏ〇２?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ＾２４】??８??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2925305