本文關(guān)鍵詞： 鋰離子電池 富鋰錳正極材料 碳酸鹽共沉淀 包覆 電化學性能　出處：《南京航空航天大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：富鋰錳基正極材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(0x1, M=Ni, Co, Mn等)的高比容量（200~300mAh/g）和工作電壓（3.8V），使其具有高的能量密度，成為動力汽車用鋰離子電池正極材料的理想之選。本文以乳酸鈉為絡合劑合成MCO3(M=Mn,Ni,Co)前驅(qū)體，將MCO3前驅(qū)體和鋰源(LiOH·H2O)燒結(jié)制得0.6Li2MnO3·0.4Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3]O2(Li1.2[Mn0.52Ni0.2Co0.08]O2)正極材料。系統(tǒng)地優(yōu)化了合成前驅(qū)體及燒結(jié)材料時的工藝參數(shù)，并通過包覆改性來提高材料的電化學性能。 (1)采用共沉淀法合成MCO3前驅(qū)體。當反應溫度為60℃、共沉淀時間為16h時，合成的前驅(qū)體球形度完整，顆粒尺寸分布集中，由其制備的正極材料的電化學性能最優(yōu)；在此條件下采用預燒前驅(qū)體的方法，即先將MCO3轉(zhuǎn)為氧化物，再與鋰源混合制得正極材料，發(fā)現(xiàn)氧化物前驅(qū)體及制備的正極材料的顆粒表面生成了更多的細小晶粒，提高了正極材料的利用率，改善了材料的電化學性能。 (2)制備Li1.2[Mn0.52-0.5xNi0.20-0.5xCo0.08+x]O2(x=0,0.02,0.04,0.06)正極材料。隨著x值的增大，材料的層狀結(jié)構(gòu)更加完整，陽離子混排度下降。x=0.02時，，材料的循環(huán)性能明顯提升，在2.0~4.8V，0.5C下100次循環(huán)后容量保持率高達98.85%；提高燒結(jié)溫度發(fā)現(xiàn)：950℃制備的正極材料的陽離子混排度進一步降低，顆粒結(jié)晶性更好，具有更高的倍率和循環(huán)性能。 (3)在以上最優(yōu)比例和燒結(jié)溫度下，采用sol-gel法在正極材料表面包覆Li2TiO3。SEM圖可看出包覆Li2TiO3后顆粒表面有一層絮狀包覆物質(zhì)。當合成溫度為650℃，包覆量為3wt.%時材料的首次庫倫效率、倍率及循環(huán)性能明顯提高。循環(huán)伏安測試表明：包覆Li2TiO3后，材料由層狀結(jié)構(gòu)向尖晶石狀的轉(zhuǎn)變程度明顯減小，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。交流阻抗分析發(fā)現(xiàn)，包覆后材料的阻抗值明顯下降。
[Abstract]:The high specific capacity and working voltage of the lithium-rich manganese-rich cathode materials, xLi2MnO3 路1-xOLiMO2OX1, Mni-Ni, Co, mn, etc.), and the operating voltage of 3.8V / g) have made it an ideal choice for the cathode materials of lithium-ion batteries for power vehicles. In this paper, sodium lactate is used as the complexing agent to synthesize MCO3Mn-MnMnNiCo) precursors. MCO3 precursor and LiOH 路H _ 2O were sintered to prepare 0.6Li _ 2MnO _ 3 路0.4Li [Ni0.5Co0.2Mn0.3] O _ 2Li _ (1.2) [Mn0.52Ni0.2Co0.08] O _ 2] cathode material. The process parameters of synthesizing precursor and sintered material were systematically optimized, and the electrochemical properties of the material were improved by coating modification. 1) MCO3 precursor was synthesized by coprecipitation method. When the reaction temperature was 60 鈩

本文編號：1552021