【摘要】：隨著近年來新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,市場對高性能動力電池的需求也越加強(qiáng)烈。然而大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的鋰離子電池大多存在著缺陷,如鈷酸鋰電池價格昂貴,鎳酸鋰電池難以制備等。以鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰離子電池,同時具備容量高,穩(wěn)定性良好,價格便宜等優(yōu)點,具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力。但現(xiàn)有方法制備的鎳鈷鋁酸鋰存在著產(chǎn)品陽離子混排嚴(yán)重、粒度難以控制、污染嚴(yán)重等問題。針對以上問題,本文對鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)。本文使用安全無污染的氨三乙酸代替氨水作為絡(luò)合劑,采用共沉淀法制備鋰離子電池正極材料鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體。使用該方法制備的鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體金屬元素分布均勻,形貌良好,粒度可控。通過討論絡(luò)合劑加入量、反應(yīng)時間、陳化過程和鋁源對鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體晶體結(jié)構(gòu)、形貌和粒度的影響,確定了制備的最優(yōu)條件。針對共沉淀法制備的前驅(qū)體材料結(jié)晶度低的問題,本文使用了共沉淀-水熱兩步法來提高前驅(qū)體產(chǎn)品的結(jié)晶度。本文以共沉淀法制備的前驅(qū)體為原料,對前驅(qū)體進(jìn)行水熱處理。使用兩步法制備的鎳鈷鋁酸鋰前驅(qū)體具備良好的β-Ni(OH)_2型結(jié)構(gòu),并保持了共沉淀產(chǎn)品的顆粒形態(tài)與粒度。使用這種方法制備前驅(qū)體制成的鎳鈷鋁酸鋰,具有陽離子混排程度低,層狀特性強(qiáng)等優(yōu)勢。通過討論水熱過程中添加劑對前驅(qū)體產(chǎn)品的影響,確定了最佳制備條件。鑒于鋁空電池作為新能源汽車動力電池發(fā)展勢頭非常強(qiáng)勁,本文也研究了金屬元素Yb對鋁空電池陽極材料性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM912;O614.111
【圖文】：

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文材料中脫嵌，并在外加電壓的作用下向負(fù)極運動放電過程則剛好相反，Li+從負(fù)極材料中脫嵌，通嵌入鋰離子電池正極材料中。鋰離子電池的工作電池性能的決定性作用。舉例，鋰離子電池工作機(jī)理如圖所示，由于電池負(fù)極之間往復(fù)運動，并在正極與負(fù)極處進(jìn)行嵌入/O2鋰離子電池正負(fù)極和總反應(yīng)方程式如圖 2 所示。

2圖 1-2 LiCoO2放電反應(yīng)方程式Fig.1-2 The discharge reaction equation of LiCoO21.1.3 鋰離子電池的突出優(yōu)勢與應(yīng)用隨著人們對電池技術(shù)研究的深入，動力電池的種類也豐富起來。常見動力電有鋰離子電池、鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋁-空氣電池等。各種動電池參數(shù)對比如表 1-1[2,3]所示。

圖 1-3 鈷酸鋰層狀結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1-3 The structure of LiCoO2電池正極材料時表現(xiàn)出了良好的電化/g，實際比容量約 140 mAh/g，通常料經(jīng)過近年來的不斷優(yōu)化，能量密度Ah/g，在手機(jī)領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用。為正極材料的電池得到了大規(guī)模商用池的電化學(xué)性能存在很多不足，如循性不好等，使它很難勝任新能源汽車是在生產(chǎn)過程還是廢電池回收過程中了限制。相比于常見的金屬，鈷礦石成本居高不下。正極材料

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本文編號：2780568