層狀LiCoO₂和LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）是具有穩(wěn)定電化學(xué)性能和巨大商業(yè)價(jià)值的鋰離子電池正極材料,分別在3C和電動(dòng)汽車領(lǐng)域里擁有廣泛應(yīng)用前景。為應(yīng)對電池更高比能量和比功率的發(fā)展需求,開發(fā)具有更大電壓窗口的正極材料成為本行業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)。本論文圍繞層狀LiCoO₂和NCA的界面結(jié)構(gòu)修飾和3.0-4.5 V半電池性能優(yōu)化展開了三個(gè)獨(dú)立研究課題,涉及納米LiCoO₂的水熱法合成與界面鋁摻雜、基于MOF和草酸鹽材料對NCA的包覆改性探索主要研究內(nèi)容具體如下:1.水熱輔助制備表面Al鋁摻雜LiCoO₂納米磚:通過混合堿（LiOH-NaOH）水熱反應(yīng)合成了LiCoO₂前驅(qū)體納米顆粒,并進(jìn)一步燒結(jié)成厚度約300nm的LiCoO₂納米磚。這款LiCoO₂在3.0-4.2 V電壓范圍內(nèi),以1 C進(jìn)行充放電時(shí)的放電容量為131.8 mAh g... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 LiCoO_2正極材料
        1.3.2 LiNiO_2正極材料
        1.3.3 尖晶石LiMn_2O_4正極材料
        1.3.4 橄欖石型LiFePO_4正極材料
        1.3.5 三元正極材料
    1.4 鋰離子電池正極材料的合成方法
        1.4.1 高溫固相法
        1.4.2 水熱法
        1.4.3 噴霧干燥法
        1.4.4 共沉淀法
    1.5 選題意義及研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 電極材料的制備和電池的組裝
    2.3 材料的表征
        2.3.1 X-射線粉末衍射儀（XRD）
        2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析（EDS）
        2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.4 傅利葉變換紅外光譜 (FT-RI)
        2.3.5 熱重-差熱分析 (TG)
        2.3.6 X射線光電子能譜 (XPS)
    2.4 材料電化學(xué)性能測試
        2.4.1 充放電測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試（CV）
        2.4.3 交流阻抗測試（EIS）
第三章 水熱輔助制備表面Al摻雜LiCoO_2納米磚
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)操作
    3.3 水熱初產(chǎn)物的物理性質(zhì)和電化學(xué)性能表征
        3.3.1 SEM測試與分析
        3.3.2 XRD測試與分析
        3.3.3 電化學(xué)性能表征結(jié)果
    3.4 Al摻雜LiCoO_2納米磚的物理性質(zhì)和電化學(xué)性能表征
        3.4.0 XRD測試與分析
        3.4.1 SEM、TEM、EDS測試與分析
        3.4.2 XPS測試與分析
        3.4.3 電化學(xué)性能測試與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于熱熔型金屬-有機(jī)框架材料對LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料進(jìn)行表面包覆改性探索
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)操作
        4.2.1 Mil-53lt(Al)的制備
        4.2.2 包覆樣品的制備
    4.3 物理化學(xué)性質(zhì)表征
        4.3.1 MIL-53(Al)、MIL-53lt(Al)結(jié)構(gòu)分析與表征
        4.3.2 XRD測試與分析
        4.3.3 XPS測試與分析
        4.3.4 TEM測試與分析
        4.3.5 SEM測試與分析
    4.4 包覆后產(chǎn)物的電化學(xué)性能表征
        4.4.1 循環(huán)性能和倍率測試與分析
        4.4.2 循環(huán)伏安、微分容量電壓和交流阻抗測試分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于納米草酸鹽對LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料進(jìn)行Al摻雜型Li_(0.73)CoO_2包覆改性研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 鈷鋁草酸鹽前軀體的制備
        5.2.2 包覆樣品的制備
    5.3 物理化學(xué)性質(zhì)表征
        5.3.1 前驅(qū)體 XRD、TEM 測試與分析
        5.3.2 XRD測試與分析
        5.3.3 TEM測試與分析
        5.3.4 SEM測試與分析
        5.3.5 XPS測試與分析
    5.4 電化學(xué)性能表征
        5.4.1 循環(huán)性能測試與分析
        5.4.2 綜合電化學(xué)性能測試與分析
        5.4.3 交流阻抗測試分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：3648079