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(guān)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(yīng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),被應(yīng)用于生活的方方面面,如新能源汽車、手機(jī)、電腦等等。而作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一的錳酸鋰(LMO)正極材料具有安全性能高、價(jià)格低、電壓平臺(tái)高等優(yōu)點(diǎn)被用作汽車的動(dòng)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(yīng)等缺點(diǎn)限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。許多專家學(xué)者采用摻雜、包覆等手段對(duì)錳酸鋰正極材料進(jìn)行改性;如在LMO表面包覆一層鈍化膜保護(hù)活性物質(zhì)不受電解液的侵蝕,這樣就大大降低了活性物質(zhì)的電導(dǎo)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(huì)使工藝變得繁瑣、成本較高。除了對(duì)活性物質(zhì)進(jìn)行改性外,我們還可以添加高電導(dǎo)率的導(dǎo)電劑來提高電池的電化學(xué)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(jià)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(chǎn)成本而且分散劑不導(dǎo)電。對(duì)于上述問題,我們可以通過對(duì)活性物質(zhì)進(jìn)行包...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)和工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)正極材料
        1.3.2 橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料
        1.3.3 尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料
    1.4 鋰離子電池導(dǎo)電添加劑
        1.4.1 導(dǎo)電劑種類
        1.4.2 導(dǎo)電劑的用量
        1.4.3 導(dǎo)電劑的改性
    1.5 本論文研究的意義和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)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(xué)性能測(cè)試
        2.5.1 循環(huán)性能測(cè)試
        2.5.2 倍率性能測(cè)試
        2.5.3 循環(huán)伏安性能測(cè)試
        2.5.4 交流阻抗測(cè)試
第三章 科琴黑(KB)酸化改性及其對(duì)LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復(fù)合材料的電化學(xué)性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 化學(xué)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)備
        3.2.3 LiMn₂O₄/Al₂O₃ 材料的制備
        3.2.4 材料的表征
        3.2.5 復(fù)合材料電化學(xué)性能的測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 不同Al₂O₃ 包覆量對(duì)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(xué)性能分析
    3.4 Al₂O₃ 包覆層的煅燒溫度對(duì)LMO材料電化學(xué)性能的影響
    3.5 不同酸酸化科琴黑(KB)對(duì)1A-LMO材料的電化學(xué)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(xué)性能的分析
    3.6 不同酸濃度處理科琴黑對(duì)1A-LMO正極材料的電化學(xué)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(xué)性能的分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 科琴黑氧化改性對(duì)LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 化學(xué)試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)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(xué)性能測(cè)試
    4.3 結(jié)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(duì)LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復(fù)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(shì)及EPR圖譜
        4.3.5 材料的電化學(xué)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 科琴黑氮摻雜改性及其對(duì)LiMn₂O₄/Al₂O₃ 復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 化學(xué)試劑
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)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(xué)性能測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 復(fù)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(xué)性能的分析
    5.4 不同氮含量對(duì)該材料的電化學(xué)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(xué)性能測(cè)試
    5.5 結(jié)果與討論
        5.5.1 復(fù)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(xué)性能的分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及成果
致謝



本文編號(hào)：3764070