發(fā)布時間：2023-03-05 00:09

　　本文利用納米砂磨輔助的高溫固相法,設(shè)計并合成出一種新型尖晶石Li2Ni0.5Mn1.5O4正極材料。通過控制合成過程中的砂磨時間,固含量,砂磨轉(zhuǎn)速,合成溫度等關(guān)鍵因素,得到了合成Li2Ni0.5Mn1.5O4樣品的最佳工藝路線。將Li2CO3,MnCO3,NiO等原料按照15%固含量在去離子水中攪拌混合,之后以2500 r/min的轉(zhuǎn)速砂磨處理120 min,前驅(qū)體在空氣氛圍下的最佳煅燒溫度為800℃。對Li2Ni0.5Mn1.5O4樣品進(jìn)行一系列性能表征結(jié)果顯示:鋰離子的嵌入并未改變樣品晶胞結(jié)構(gòu),Li2Ni0.5Mn1.5O4仍保持尖晶石結(jié)構(gòu),Li2Ni0.5Mn1.5O4樣品首次充電比容量達(dá)到282.2 mAh g-1,和其理論充電比容量282.6 mAh g-1十分接近,首次放電比容量達(dá)到260.4 mAh g-1,能量密度高達(dá)890 Whkg-1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的商業(yè)化正極材料。為了進(jìn)一步提升Li2Ni0.5Mn1.5O4電化學(xué)性能,我們還對其進(jìn)行了硼硅酸鋰改性研究。XRD物相和電化學(xué)性能比較表明最佳包覆比例為0.04wt%,TEM觀察到非晶硼硅酸鋰確實包覆在Li2Ni0.5Mn...

【文章頁數(shù)】：47 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 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.1 鋰電池的發(fā)展方向趨勢
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 一維隧道結(jié)構(gòu)正極材料
        1.3.2 二維層狀正極材料
        1.3.3 三維框架結(jié)構(gòu)正極材料
    1.4 負(fù)極材料
    1.5 LiNi_0.5Mn_1.5O₄的研究進(jìn)展
        1.5.1 鎳錳酸鋰(LiNi_0.5Mn_1.5O₄)的結(jié)構(gòu)及特性
        1.5.2 LiNi_0.5Mn_1.5O₄的合成方法
        1.5.3 LiNi_0.5Mn_1.5O₄的改性研究
    1.6 課題的思路,創(chuàng)新點及意義
        1.6.1 課題創(chuàng)新點
        1.6.2 本論文擬解決的主要問題
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料與儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 鎳錳酸鋰的制備
        2.2.2 扣式電池的組裝
    2.3 樣品結(jié)構(gòu)的表征方法
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡測試(SEM)
        2.3.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.4 透射電鏡(TEM)
    2.4 材料的電化學(xué)性能測試
        2.4.1 充放電性能測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試(CV)分析
        2.4.3 電化學(xué)交流阻抗譜測試(EIS)
第三章 Li₂Ni_0.5Mn_1.5O₄的合成工藝研究
    3.1 引言
    3.2 砂磨工藝參數(shù)的探究
    3.3 煅燒溫度的探究
        3.3.1 煅燒溫度對材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Li₂Ni_0.5Mn_1.5O₄的合成及電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 Li₂Ni_0.5Mn_1.5O₄正極材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 最佳溫度的探究
        4.3.2 Li₂Ni_0.5Mn_1.5O₄ XRD全譜擬合結(jié)果分析
        4.3.3 Li₂Ni_0.5Mn_1.5O₄樣品晶胞結(jié)構(gòu)圖
    4.4 本章小結(jié)
第五章 硼硅酸鋰對Li₂Ni_0.5Mn_1.5O₄的改性研究
    5.1 引言
    5.2 硼硅酸鋰材料的制備與包覆過程
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 包覆后樣品物相分析
        5.3.2 包覆后樣品的形貌分析
        5.3.3 硼硅酸鋰包覆效果分析
        5.3.4 硼硅酸鋰包覆后樣品電化學(xué)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3755288