富鎳LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）材料因具有高能量密度可以滿足動力電池長續(xù)航的要求并在特斯拉純電動汽車上應(yīng)用成功,引起了國內(nèi)外電池行業(yè)對NCA材料的關(guān)注。但是,NCA材料在應(yīng)用中因材料表面從層狀結(jié)構(gòu)向巖鹽相結(jié)構(gòu)的相變和材料表面與電解液之間界面反應(yīng)嚴重等問題造成材料電化學(xué)性能下降。因此,本論文通過電解液原位成膜和構(gòu)建殼濃度梯度結(jié)構(gòu)對NCA材料進行改性。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）采用溶膠凝膠法制備NCA材料,優(yōu)化NCA材料的煅燒時間和表征材料的形貌。結(jié)果表明:NCA材料的陽離子混排程度隨著煅燒時間的延長先減小再增大且材料在煅燒時間為18 h時具有較小的陽離子混排程度。NCA材料形貌為幾十至幾百納米的顆粒。（2）研究NCA電極材料在不同電解液體系的電化學(xué)性能、形貌、界面成分以及金屬離子溶解含量,分析二氟草酸硼酸鋰（LiDFOB）鋰鹽與環(huán)丁砜（SL）溶劑協(xié)同作用機理。研究結(jié)果表明,與LiPF₆基電解液相比,LiDFOB基電解液具有良好的成膜性能。在電池充放電過... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池的簡介
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的基本原理
        1.2.3 鋰離子電池的組成
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 尖晶石型正極材料
        1.3.2 橄欖石型正極材料
        1.3.3 層狀結(jié)構(gòu)正極材料
    1.4 富鎳LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的制備方法
        1.4.1 共沉淀法
        1.4.2 噴霧干燥法
        1.4.3 高溫固相法
        1.4.4 溶膠凝膠法
        1.4.5 水熱法
    1.5 富鎳LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的存在問題及其改性措施
        1.5.1 富鎳LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的存在問題
        1.5.2 表面包覆改性
        1.5.3 元素摻雜改性
        1.5.4 復(fù)合材料改性
        1.5.5 特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計改性
        1.5.6 電解液界面成膜改性
    1.6 論文選題思路和研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗藥品與儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料表征分析方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡分析
        2.2.3 透射電子顯微鏡分析
        2.2.4 X射線光電子能譜分析
        2.2.5 能譜儀分析
        2.2.6 電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析
    2.3 正極片的制作與半電池的組裝
        2.3.1 正極片的制作流程
        2.3.2 紐扣半電池的組裝
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 電化學(xué)阻抗譜測試
        2.4.2 充放電性能測試
        2.4.3 線性伏安掃描測試
        2.4.4 電流時間曲線測試
第3章 溶膠凝膠法制備LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 及其與電解液相容性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 溶膠凝膠法制備NCA材料
        3.2.2 電解液配制
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料在不同煅燒時間下的物相分析
        3.3.2 材料的形貌分析
        3.3.3 不同電解液體系的穩(wěn)定性分析
        3.3.4 不同電解液體系的電化學(xué)性能分析
        3.3.5 不同電解液體系的金屬溶解分析
        3.3.6 不同電解液體系的物相分析
        3.3.7 不同電解液體系的形貌分析
        3.3.8 不同電解液體系的界面膜成分分析
        3.3.9 不同電解液體系的阻抗分析
        3.3.10 不同電解液體系的擴散系數(shù)計算
    3.4 本章小結(jié)
第4章 共沉淀法制備LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 及其濃度梯度結(jié)構(gòu)改性研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 共沉淀法制備NCA材料
        4.2.2 電解液的配制
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 前驅(qū)體與材料的表面形貌分析
        4.3.2 前驅(qū)體的截面形貌及元素分布
        4.3.3 材料的表面元素分布
        4.3.4 材料的物相分析
        4.3.5 材料的界面成分分析
        4.3.6 材料的電化學(xué)性能分析
        4.3.7 材料的阻抗分析
        4.3.8 材料的擴散系數(shù)計算
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3678000