正極材料決定著鋰離子電池的成本和電性能,因此開發(fā)具有高性能（高放電比容量、長周期循環(huán)性能、高工作電壓）、低成本、無污染的鋰離子電池正極材料意義重大。盡管三元正極材料已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化,目前對三元正極材料的利用只達(dá)到其理論比容量的一半并且其循環(huán)性能也不夠理想,因此需要對其進(jìn)行改性。三元正極材料的改性主要在于兩個方面:一是提高材料的放電比容量;二是改善材料的長周期循環(huán)性能。本論文中,采用簡單的碳酸鹽共沉淀法制備前驅(qū)體,并對前驅(qū)體改性制得LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂三元正極材料。對前驅(qū)體進(jìn)行Al（OH）₃包覆后高溫煅燒,最終實現(xiàn)了Al³⁺摻雜和LiAlO₂包覆共同改性的目的;在前驅(qū)體的制備過程中加入F127表面活性劑改變其形貌,隨后高溫煅燒時引入F^-摻雜改性。采用XRD、TEM、SEM、XPS以及GSAS結(jié)構(gòu)精修等測試手段對改性完后的活性材料進(jìn)行表征,利用充放電測試、循環(huán)伏安測試、交流阻抗測試等方法測試分析改性... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池發(fā)展歷程簡示圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文LiCoO2正極則發(fā)生嵌鋰反應(yīng)。鋰離子電池的工作原理本質(zhì)上也是一個氧化還原反應(yīng)，以LiCoO2/石墨全電池為例，充放電過程中電極反應(yīng)式如下：(+) LiCoO2| LiPF6(EC/DMC) | C (-)正極反應(yīng)：LiCoO2 Li1-xCoO2+ xLi++ xe-（1-1）負(fù)極反應(yīng)：nC + xLi++ xe- LixCn（1-2）電池反應(yīng)：LiCoO2+ nC Li1-xCoO2+ LixCn（1-3）1.3.2 新型電池與鋰離子電池的比較

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文LiNi0.7Co0.1Mn0.2O2（NCM 712），LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM 811））。三元正極材料 NCM 與 LiCoO2具有相同的 -NaFeO2層狀結(jié)構(gòu)和 R-3m 空間群，它是在 LiNiO2材料的基礎(chǔ)上通過 Co 和 Mn 元素的摻雜獲得的。三元正極材料中，O 原子處于 6c 的位置，Li 處于 3a 位置，Ni、Co、Mn 原子以無序分布的狀態(tài)處于 3b 位置。由于 Li+半徑與 Ni2+半徑相近，材料中部分的 Li 和 Ni 發(fā)生混排而相互占據(jù)對方的位置，這對于材料電化學(xué)性能的發(fā)揮是不利的[55]。以 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2為例，圖 1-4 顯示的是該材料的晶體結(jié)構(gòu)模型。圖中 a 模型認(rèn)為 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2是以三種過度金屬隨機分布的固溶體模型；而圖 b 中的模型認(rèn)為該材料是以片狀的 CoO2、NiO2、MnO2有序的堆疊而成的，這種層狀結(jié)構(gòu)為鋰離子的快速傳輸提供了二維通道。三元正極材料的理論比容量可達(dá) 277 mAh g-1，實際放電比容量因 Ni 元素含量不同而不同。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料研究進(jìn)展[J]. 王亞平,胡淑婉,曹峰.  電源技術(shù). 2017(04)
[2]鋯摻雜以提升LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極材料的高溫電化學(xué)性能[J]. 楊祖光,滑緯博,張軍,陳九華,何鳳榮,鐘本和,郭孝東.  物理化學(xué)學(xué)報. 2016(05)



本文編號：3571525