隨著化石能源的日益枯竭,和環(huán)境的污染問題,人們開始大力發(fā)展新能源;而鋰離子電池(LIBs)作為新型清潔能源備受關注,鋰離子電池具有自放電小、比容量大、能量密度高、無記憶效應、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,被應用于生活的方方面面,如新能源汽車、手機、電腦等等。而作為鋰離子電池的關鍵材料之一的錳酸鋰(LMO)正極材料具有安全性能高、價格低、電壓平臺高等優(yōu)點被用作汽車的動力電池;然而LMO的高低溫性能差而且還有Mn的溶解和Jahn-Teller效應等缺點限制了其大規(guī)模的應用。許多專家學者采用摻雜、包覆等手段對錳酸鋰正極材料進行改性;如在LMO表面包覆一層鈍化膜保護活性物質不受電解液的侵蝕,這樣就大大降低了活性物質的電導率,使界面阻抗增大,不利于大倍率充放電;或者采用雙包覆層,但這樣一來就會使工藝變得繁瑣、成本較高。除了對活性物質進行改性外,我們還可以添加高電導率的導電劑來提高電池的電化學性能,如加入碳納米管(CNTs)和石墨烯等。但碳納米管(CNTs)和石墨烯不僅價格昂貴而且不易分散,許多企業(yè)在電極制作的過程中加入分散劑,這樣不僅增大了生產成本而且分散劑不導電。對于上述問題,我們可以通過對活性物質進行包...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 前言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的結構和工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 層狀結構正極材料
        1.3.2 橄欖石結構正極材料
        1.3.3 尖晶石結構正極材料
    1.4 鋰離子電池導電添加劑
        1.4.1 導電劑種類
        1.4.2 導電劑的用量
        1.4.3 導電劑的改性
    1.5 本論文研究的意義和內容
第二章 實驗
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗設備
    2.3 材料的表征和分析
        2.3.1 X-射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.3 透射電鏡分析(TEM)
        2.3.4 拉曼光譜分析
        2.3.5 X-射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.6 傅里葉變換紅外分析
    2.4 電池的組裝
    2.5 材料的電化學性能測試
        2.5.1 循環(huán)性能測試
        2.5.2 倍率性能測試
        2.5.3 循環(huán)伏安性能測試
        2.5.4 交流阻抗測試
第三章 科琴黑(KB)酸化改性及其對LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復合材料的電化學性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 化學試劑
        3.2.2 實驗主要儀器及設備
        3.2.3 LiMn₂O₄/Al₂O₃ 材料的制備
        3.2.4 材料的表征
        3.2.5 復合材料電化學性能的測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 不同Al₂O₃ 包覆量對LMO材料的XRD分析
        3.3.2 不同Al₂O₃ 包覆量LMO材料的SEM、EDS分析
        3.3.3 不同Al₂O₃ 包覆量LMO材料的電化學性能分析
    3.4 Al₂O₃ 包覆層的煅燒溫度對LMO材料電化學性能的影響
    3.5 不同酸酸化科琴黑(KB)對1A-LMO材料的電化學性能的影響
        3.5.1 不同酸酸化科琴黑的制備
        3.5.2 不同酸酸化科琴黑的SEM分析
        3.5.3 不同酸酸化科琴黑的紅外和拉曼光譜分析
        3.5.4 不同酸酸化科琴黑的電化學性能的分析
    3.6 不同酸濃度處理科琴黑對1A-LMO正極材料的電化學性能的影響
        3.6.1 不同濃度酸酸化科琴黑的制備
        3.6.2 不同濃度酸酸化科琴黑的SEM分析
        3.6.3 不同濃度酸酸化科琴黑的紅外分析
        3.6.4 不同濃度酸酸化科琴黑的拉曼分析
        3.6.5 不同濃度酸酸化科琴黑的電化學性能的分析
    3.7 本章小結
第四章 科琴黑氧化改性對LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復合材料電化學性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 化學試劑
        4.2.2 實驗主要儀器及設備
        4.2.3 氧化科琴黑(KBO)的制備
        4.2.4 材料的物相及形貌表征
        4.2.5 材料的電化學性能測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 KBO的紅外和拉曼光譜分析
        4.3.2 氧化科琴黑對LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復合材料的SEM、TEM分析
        4.3.3 KB極片和KBO極片極片的XPS分析
        4.3.4 材料的表面電勢及EPR圖譜
        4.3.5 材料的電化學性能分析
    4.4 本章小結
第五章 科琴黑氮摻雜改性及其對LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復合材料電化學性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 化學試劑
        5.2.2 實驗主要儀器及設備
        5.2.3 不同氮源氮摻雜科琴黑的制備
        5.2.4 材料的物相及形貌表征
        5.2.5 材料的電化學性能測試
    5.3 結果與討論
        5.3.1 復合材料的紅外和拉曼光譜分析
        5.3.2 極片的SEM分析
        5.3.3 電化學性能的分析
    5.4 不同氮含量對該材料的電化學性能的影響
        5.4.1 不同氮含量摻雜KB的制備
        5.4.2 物相及形貌表征
        5.4.3 材料的電化學性能測試
    5.5 結果與討論
        5.5.1 復合材料的紅外和拉曼光譜分析
        5.5.2 極片形貌表征
        5.5.3 電化學性能的分析
    5.6 本章小結
第六章 結論和展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文及成果
致謝



本文編號：3764070