本文關鍵詞：錳酸鋰摻雜改性正極材料制備及電化學性能研究　出處：《吉林大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鋰離子二次電池是如今綜合性最好的二次電池，它具有能量密度大、循環(huán)壽命長、無環(huán)境污染等優(yōu)點。但隨著微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前鋰離子電池發(fā)展速度已經(jīng)落后于整體行業(yè)的發(fā)展速度。另外，對于電動轉化方面，已經(jīng)成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，遠遠不能滿足電動汽車和混合動力機車對電池的要求。而制約電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的卻正是比容量相對較低的電池正極材料。尋求新的可取代LiCoO2正極材料已經(jīng)成為現(xiàn)如今刻不容緩的任務。 錳酸鋰是一種傳統(tǒng)理論高比容量正極電池材料，它的理論比容量高達285mAh/g，而且以二氧化錳為主的錳資源在地球上儲量豐富，這表明錳酸鋰可以作為長久的能源供應材料。另外，錳離子無毒，這一特點對于環(huán)保意識深入人心的今天來說，使其能夠成為能源材料的重要保證。 然而，將錳酸鋰直接作為正極材料規(guī)�；a(chǎn)仍舊不太現(xiàn)實，在循環(huán)充放電理論研究上，仍有一些問題需要深入研究去解決，如LiMnO2制備過程中由于J-T效應而使Mn3+易被氧化，放電循環(huán)過程中層狀結構易演變?yōu)榧饩Y構，以及Mn在電解液中的溶解等原因，因而影響材料電化學性能。在實際生產(chǎn)制備方法上，高溫固相法是現(xiàn)如今常用的方法，但這種方法不能滿足錳酸鋰比容量以及低成本的要求。對此，目前較為常見的解決方法是采取新型制備方法以及對正極材料進行摻雜與包裹進行改性處理。 本文以摻雜改性LiMnO2為研究目標，通過改進LiMnO2的合成方法，優(yōu)化了其合成工藝條件，較系統(tǒng)地研究了LiMnO2正極材料結構以及電化學性能，并通過對其摻雜改性，以提高正極材料放電容量以及循環(huán)性能。 本文主要的研究內(nèi)容與結果如下： （1）采用水熱法，首先MnO2與摻雜相九水硝酸鉻高溫煅燒，制備氧化物固溶體作為前驅體，然后，水熱反應制備摻雜樣品LiMnO2。調節(jié)煅燒過程與水熱過程參數(shù)，選出最優(yōu)工藝參數(shù)。根據(jù)電化學性能分析，最優(yōu)工藝參數(shù)為煅燒溫度800℃，煅燒時間6h，水熱溫度為200℃，水熱時間7d，，鋰錳比為20。 （2）采用水熱法，制備摻雜不同摩爾Cr含量的LiMnO2，和摻雜一定含量Mg和Co的LiMnO2。結果表明，摻雜Cr含量為10%的LiMnO2，首次放電容量為153mAh/g，循環(huán)50次后，容量保持為140mAh/g。摻雜Mg與Co相比較，摻雜Mg有利于放電循環(huán)性提高，摻雜Co有利于放電容量的提高。 （3）采用水熱法，制備雙元摻雜Cr、Mg和Cr、Co樣品的LiMnO2。結果表明，摻雜Mg有利于放電循環(huán)性提高，摻雜Co有利于放電容量的提高。
[Abstract]:Lithium ion two battery is the best comprehensive two battery. It has many advantages, such as large energy density, long cycle life, no environmental pollution and so on. However, with the development of microelectronics industry, the development speed of lithium ion batteries has lagged behind the development of the whole industry. In addition, for electric transformation, it has become an important factor restricting the development of the industry, far from being able to meet the battery requirements of electric vehicles and hybrid electric locomotives. But the development of the battery industry is the battery positive material which is relatively lower than the capacity. It is now an urgent task to seek new alternative LiCoO2 cathode materials.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912

【參考文獻】

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1 鄧龍征;吳鋒;高旭光;劉震天;謝海明;;LiNi_(0.87)Co_(0.10)Mg_(0.03)O_2正極材料的合成和電化學性能（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年02期

本文編號：1341711