高鎳三元正極材料的制備及包覆改性研究
發(fā)布時間:2021-02-18 19:08
層狀高鎳三元LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2材料實際放電容量可達170mAh·g-1以上,是目前動力鋰離子電池主要候選正極材料之一。本論文針對高鎳三元材料目前急需解決的技術(shù)問題諸如循環(huán)性能差、熱穩(wěn)定性不佳等缺點,主要進行了非含氮絡(luò)合劑輔助球形三元前驅(qū)體Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2的制備、高鎳三元LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2材料的合成與包覆改性研究,采用激光粒徑分析儀、XRD、SEM、TG/DTA、充放電測試和交流阻抗測試等手段進行了分析,取得了如下主要創(chuàng)新成果:1.非含氮絡(luò)合劑輔助球形三元前驅(qū)體Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2的制備工藝探究結(jié)果表明,檸檬酸鈉無臭無毒易降解,可以同時和...
【文章來源】:北京石油化工學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展過程
1.1.2 鋰離子電池的組成
1.1.3 鋰離子電池的工作原理
1.2 正極材料簡介
1.2.1 層狀正極材料
1.2.2 高容量富鋰材料
1.2.3 尖晶石錳酸鋰
1.2.4 聚陰離子正極材料
xCoyMnzO2三元正極材料"> 1.3 LiNixCoyMnzO2三元正極材料
1.3.1 三元正極材料的結(jié)構(gòu)
1.3.2 三元材料的電化學(xué)性能
1.3.3 三元材料的制備方法
1.3.4 三元材料存在的問題
1.3.5 三元材料的改性
1.4 選題意義與研究內(nèi)容
1.4.1 選題意義
1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 材料的制備及表征
2.1 實驗試劑和設(shè)備
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗設(shè)備
2.2 材料的合成
0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驅(qū)體"> 2.2.1 非含氮絡(luò)合劑輔助制備球形Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驅(qū)體
2.2.2 高溫煅燒
2.2.3 表面包覆
2.3 材料的表征
2.3.1 粒度分析
2.3.2 X射線衍射(XRD)
2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.3.4 熱分析(TG/DTA)
2.4 電池組裝
2.5 電化學(xué)性能測試
2.5.1 恒電流充放電測試
2.5.2 倍率性能測試
2.5.3 交流阻抗測試
0.6Co0.2Mn0.2(OH)2">第三章 非含氮絡(luò)合劑輔助制備球形Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2
3.1 引言
3.2 非含氮絡(luò)合劑的篩選
0.6 Co0.2Mn0.2(OH)2前驅(qū)體基本條件"> 3.3 檸檬酸鈉輔助制備球形Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驅(qū)體基本條件
3.3.1 反應(yīng)溫度
3.3.2 反應(yīng)氣氛
3.3.3 鹽溶液、堿溶液濃度
3.3.4 鹽與檸檬酸鈉的比例
3.3.5 攪拌速度
3.3.6 滴加速度
3.4 絡(luò)合劑濃度
3.4.1 絡(luò)合劑濃度對前驅(qū)體的影響
3.4.2 粒度分布結(jié)果
3.4.3 掃描電鏡結(jié)果
3.5 反應(yīng)pH值
3.5.1 反應(yīng)pH值對前驅(qū)體的影響
3.5.2 粒度分布結(jié)果
3.5.3 掃描電鏡結(jié)果
3.6 XRD結(jié)果分析
3.7 本章小結(jié)
0.6Co0.2Mn0.2O2制備與性能研究">第四章 三元材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2制備與性能研究
4.1 引言
0.6Co0.2Mn0.2O2熱固相反應(yīng)合成過程分析"> 4.2 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2熱固相反應(yīng)合成過程分析
4.3 鋰化配比
4.3.1 XRD分析
4.3.2 充放電性能
4.3.3 倍率性能
4.3.4 交流阻抗
4.4 煅燒氣氛
4.4.1 XRD分析
4.4.2 充放電性能
4.4.3 倍率性能
4.4.4 交流阻抗
4.5 煅燒溫度
4.5.1 XRD
4.5.2 掃描電鏡分析
4.5.3 充放電性能
4.5.4 倍率性能
4.5.5 交流阻抗
4.6 本章小結(jié)
0.6Co0.2Mn0.2O2的包覆改性研究">第五章 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的包覆改性研究
5.1 引言
2O3包覆LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2"> 5.2 濕法Al2O3包覆LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2
5.2.1 XRD分析
5.2.2 SEM分析
5.2.3 充放電性能
5.2.4 倍率性能
5.2.5 交流阻抗
2 O3包覆LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2"> 5.3 干法Al2O3包覆LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2
5.3.1 XRD分析
5.3.2 SEM分析
5.3.3 充放電性能
5.3.4 倍率性能
5.3.5 交流阻抗
2 O3包覆對LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2樣品形貌及循環(huán)壽命影響的比較"> 5.4 Al2O3包覆對LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2樣品形貌及循環(huán)壽命影響的比較
5.4.1 SEM表征
5.4.2 循環(huán)性能
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
導(dǎo)師和作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低溫性能及動力學(xué)分析[J]. 李光胤,黃震雷,張占軍,周恒輝. 中國科學(xué):化學(xué). 2014(07)
[2]鋰離子電池富鋰過渡金屬氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co或Mn)正極材料[J]. 白瑩,李雨,仲云霞,陳實,吳鋒,吳川. 化學(xué)進展. 2014(Z1)
[3]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問題(VII)——正極材料[J]. 馬璨,呂迎春,李泓. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(01)
[4]高容量層狀錳基氧化物正極材料研究進展[J]. 高敏,連芳,田崔鈞,馬磊磊,仇衛(wèi)華,楊王玥. 功能材料. 2013(20)
[5]鋰離子電池硅酸鹽正極材料的研究進展[J]. 包麗穎,高偉,蘇岳鋒,王昭,李寧,陳實,吳鋒. 科學(xué)通報. 2013(09)
[6]Li2MSiO4作鋰離子電池正極嵌鋰插層的研究進展[J]. 李付紹,閆宇星,夏書標(biāo),胡粉娥,王智娟. 材料導(dǎo)報. 2013(01)
[7]鋰離子電池若干正極材料體系的研究進展[J]. 楊勇,龔正良,吳曉彪,鄭建明,呂東平. 科學(xué)通報. 2012(27)
[8]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2011(02)
[9]鋰離子電池正極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與改性[J]. 王兆翔,陳立泉,黃學(xué)杰. 化學(xué)進展. 2011(Z1)
[10]鋰離子電池聚陰離子型硅酸鹽正極材料的研究進展[J]. 左朋建,王振波,尹鴿平,程新群,杜春雨,徐宇虹,史鵬飛. 材料導(dǎo)報. 2009(11)
碩士論文
[1]鋰離子電池新型電極材料的研究[D]. 王傳寶.南京航空航天大學(xué) 2012
本文編號:3039971
【文章來源】:北京石油化工學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展過程
1.1.2 鋰離子電池的組成
1.1.3 鋰離子電池的工作原理
1.2 正極材料簡介
1.2.1 層狀正極材料
1.2.2 高容量富鋰材料
1.2.3 尖晶石錳酸鋰
1.2.4 聚陰離子正極材料
xCoyMnzO2三元正極材料"> 1.3 LiNixCoyMnzO2三元正極材料
1.3.1 三元正極材料的結(jié)構(gòu)
1.3.2 三元材料的電化學(xué)性能
1.3.3 三元材料的制備方法
1.3.4 三元材料存在的問題
1.3.5 三元材料的改性
1.4 選題意義與研究內(nèi)容
1.4.1 選題意義
1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 材料的制備及表征
2.1 實驗試劑和設(shè)備
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗設(shè)備
2.2 材料的合成
0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驅(qū)體"> 2.2.1 非含氮絡(luò)合劑輔助制備球形Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驅(qū)體
2.2.2 高溫煅燒
2.2.3 表面包覆
2.3 材料的表征
2.3.1 粒度分析
2.3.2 X射線衍射(XRD)
2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.3.4 熱分析(TG/DTA)
2.4 電池組裝
2.5 電化學(xué)性能測試
2.5.1 恒電流充放電測試
2.5.2 倍率性能測試
2.5.3 交流阻抗測試
0.6Co0.2Mn0.2(OH)2">第三章 非含氮絡(luò)合劑輔助制備球形Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2
3.2 非含氮絡(luò)合劑的篩選
0.6
3.3.1 反應(yīng)溫度
3.3.2 反應(yīng)氣氛
3.3.3 鹽溶液、堿溶液濃度
3.3.4 鹽與檸檬酸鈉的比例
3.3.5 攪拌速度
3.3.6 滴加速度
3.4 絡(luò)合劑濃度
3.4.1 絡(luò)合劑濃度對前驅(qū)體的影響
3.4.2 粒度分布結(jié)果
3.4.3 掃描電鏡結(jié)果
3.5 反應(yīng)pH值
3.5.1 反應(yīng)pH值對前驅(qū)體的影響
3.5.2 粒度分布結(jié)果
3.5.3 掃描電鏡結(jié)果
3.6 XRD結(jié)果分析
3.7 本章小結(jié)
0.6Co0.2Mn0.2O2制備與性能研究">第四章 三元材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2制備與性能研究
4.1 引言
0.6Co0.2Mn0.2O2熱固相反應(yīng)合成過程分析"> 4.2 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2熱固相反應(yīng)合成過程分析
4.3 鋰化配比
4.3.1 XRD分析
4.3.2 充放電性能
4.3.3 倍率性能
4.3.4 交流阻抗
4.4 煅燒氣氛
4.4.1 XRD分析
4.4.2 充放電性能
4.4.3 倍率性能
4.4.4 交流阻抗
4.5 煅燒溫度
4.5.1 XRD
4.5.2 掃描電鏡分析
4.5.3 充放電性能
4.5.4 倍率性能
4.5.5 交流阻抗
4.6 本章小結(jié)
0.6Co0.2Mn0.2O2的包覆改性研究">第五章 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的包覆改性研究
5.1 引言
2O3包覆LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2"> 5.2 濕法Al2O3包覆LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2
5.2.2 SEM分析
5.2.3 充放電性能
5.2.4 倍率性能
5.2.5 交流阻抗
2
5.3.2 SEM分析
5.3.3 充放電性能
5.3.4 倍率性能
5.3.5 交流阻抗
2
5.4.1 SEM表征
5.4.2 循環(huán)性能
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
導(dǎo)師和作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低溫性能及動力學(xué)分析[J]. 李光胤,黃震雷,張占軍,周恒輝. 中國科學(xué):化學(xué). 2014(07)
[2]鋰離子電池富鋰過渡金屬氧化物xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co或Mn)正極材料[J]. 白瑩,李雨,仲云霞,陳實,吳鋒,吳川. 化學(xué)進展. 2014(Z1)
[3]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問題(VII)——正極材料[J]. 馬璨,呂迎春,李泓. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(01)
[4]高容量層狀錳基氧化物正極材料研究進展[J]. 高敏,連芳,田崔鈞,馬磊磊,仇衛(wèi)華,楊王玥. 功能材料. 2013(20)
[5]鋰離子電池硅酸鹽正極材料的研究進展[J]. 包麗穎,高偉,蘇岳鋒,王昭,李寧,陳實,吳鋒. 科學(xué)通報. 2013(09)
[6]Li2MSiO4作鋰離子電池正極嵌鋰插層的研究進展[J]. 李付紹,閆宇星,夏書標(biāo),胡粉娥,王智娟. 材料導(dǎo)報. 2013(01)
[7]鋰離子電池若干正極材料體系的研究進展[J]. 楊勇,龔正良,吳曉彪,鄭建明,呂東平. 科學(xué)通報. 2012(27)
[8]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2011(02)
[9]鋰離子電池正極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與改性[J]. 王兆翔,陳立泉,黃學(xué)杰. 化學(xué)進展. 2011(Z1)
[10]鋰離子電池聚陰離子型硅酸鹽正極材料的研究進展[J]. 左朋建,王振波,尹鴿平,程新群,杜春雨,徐宇虹,史鵬飛. 材料導(dǎo)報. 2009(11)
碩士論文
[1]鋰離子電池新型電極材料的研究[D]. 王傳寶.南京航空航天大學(xué) 2012
本文編號:3039971
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