高電壓高能量密度的鋰離子電池近年來得到了廣泛的應(yīng)用,其成本也因鋰資源有限的儲量和大量開采而不斷上漲。鈉的資源豐富,價格低,使得工作機理相似的鈉離子電池成為鋰電的良好補充并有望實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。由于錳元素的儲量豐富、成本低廉以及錳氧化物良好的電化學(xué)性能,錳基層狀材料在儲能材料方面得到了廣泛的研究,但其性能在實際應(yīng)用中仍存在很多問題,如循環(huán)性能差,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等。很多研究表明,兩相或多相共存以及物相組成的調(diào)控能夠相應(yīng)調(diào)節(jié)材料的電化學(xué)性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,充分發(fā)揮各相的優(yōu)勢。本論文選取NaNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、Na_xMnO₂兩種材料為基礎(chǔ),以材料復(fù)合的理念進行材料設(shè)計和改性處理:將Li₂MnO₃與NaNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂進行復(fù)合改善材料的高電壓耐受能力并提高可逆容量,對Birnessite型鈉錳氧化物與Na

【文章來源】：濟南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池示意圖

濟南大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖 1.1 鋰離子電池示意圖1.2.3 鋰離子電池正極材料簡介鋰離子電池的性能和成本受很多因素的制約，其中正極材料作為重要的一環(huán)，約占電池生產(chǎn)成本的 30%。理想的正極材料應(yīng)當(dāng)具有較高的氧化還原電位、較高的可逆容量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、極化小、成本低、環(huán)境相容性好等性質(zhì)。1.2.3.1 層狀氧化物(1) LiCoO2LiCoO2(LCO) 由 Goodenough[9]首先提出，通過 1991 年 SONY 公司最初的商業(yè)設(shè)計，成為商業(yè)化最成功的鋰離子電池材料，并且仍占據(jù)鋰離子電池市場的主導(dǎo)地位[10-12]。位于八面體位點的鈷和鋰，交替占據(jù)(111)晶面上八面體的 3a 和 3b 位置，形成六方晶系的對稱結(jié)構(gòu)。鈷酸鋰因其較高的理論比容量（274 mAh/g），較高的理論體積容量密度（1363mAh/cm3），較低的自放電率，高放電電壓和良好的循環(huán)性能得到了廣泛的關(guān)注[13]。然而其主要缺陷也十分明顯

P2 型結(jié)構(gòu)示意圖典型的 O3 型層狀結(jié)構(gòu)，可以通過固相法簡便制備[77]。相反 O3 型 LiFeO2的報道。NaFeO2的電化學(xué)性能如圖所示，可電截止電壓的影響，也就是鈉的脫出量的影響。盡管充電截到提升，但可逆容量卻也隨之降低。截止電壓設(shè)置為 3.4 V容量，這意味著只有約 0.3 mol 的鈉可以從 NaFeO2晶格中合成溫度超過 760 °C 后，產(chǎn)物晶相會發(fā)生轉(zhuǎn)變，生成 β-Ne3+很難被氧化成 Fe4+，β-NaFeO2幾乎沒有電化學(xué)活性[79]。


本文編號：3586050