正極材料是目前限制鋰離子電池性能的瓶頸所在,對電池的能量密度和功率密度起著決定性的影響。尖晶石LiNi0.5Mn1.504正極材料因其工作電壓高（4.7 V vs.Li+/Li）、理論容量大（147 mAh·g-1）,有望打破當前鋰離子電池能量密度和功率密度的瓶頸。然而,LiNi0.5Mn1 5O4正極材料在大電流密度下的比容量遠低于理論容量,并且循環(huán)過程容量衰減快,限制了其在鋰離子電池中的廣泛應用。本論文采用聚合物（PEG-400）輔助法制備了 LiNi0.5Mn1.5O4正極材料,利用X-射線衍射（XRD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）等對合成產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和脫鋰過程的物相變化進行表征,采用交流阻抗（EIS）和循環(huán)伏安（CV）對其電化學性能進行了分析,揭示了相變與其導電性的關(guān)系,利用金屬離子M（M=Cr、Co、A1）摻雜有效地改善了 LiNi0.5Mn1.5O4正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、導電性和容量性能。由于LiNi0.5Mn1.504在脫/嵌鋰反應時會發(fā)生復雜的相變,鋰離子的遷移在充放電循環(huán)過程會受到相界和新相形成的阻礙,進而造成LiNi0.5Mn1.5O4正極材料導電性不佳、高倍... 

【文章來源】：寧夏大學寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－３�。蓿保В浚ǎ担保蓿保�，．５０４不同含鋰狀態(tài)的＼１１０結(jié)果：（３?

方相（ｐｈａｓｅ?ＩＩＩ）。當Ｌｉ含量在０．３￣０．２３之間時，表現(xiàn)為ｐｈａｓｅ?ＩＩ和ｐｈａｓｅ?ＩＩＩ共存。因此，在脫鋰后??的ＬｉｘＮｉＱ．５Ｍｎｉ．５０４中有兩個兩相共存區(qū)。通過監(jiān)測和分析發(fā)現(xiàn)第二和第三立方相的晶格常數(shù)急劇??下降（如圖３－４ｄ所示），造成鋰離子從晶格中脫出所需的激活能顯著增大。各立方相晶格常數(shù)的陡??然變化，造成顆粒內(nèi)嚴重的晶格失配和應力應變，阻礙鋰離子在顆粒內(nèi)的遷移，并且可能破壞首??周充電在高電位（＞?４．７?Ｖ）時形成的固體電解質(zhì)界面相（ＳＥＩ），造成實際放電容量較低。??（ａ）?ＬｉｘＮｉ０．４５Ｃｒ０．０５Ｍｎ１．５°４?（ｃ）?ＬｉｘＮｉ０．４５Ｃｒ０．０５Ｍｎ１．５°４????Ｌ＿＿Ｌ?．＿、?ｘ＝〇．〇７?八??＾???Ａ．?Ａ???＾＿ｘ＊〇－２４?＾?、?ｘ？０．２４?一??－Ｊ???１?丨?Ｌ－一Ｊ：??－．???一―?ｘ＝０．３２?一??＾???ｉ＇?冬一?＾＿＿／ＮＸ＝０１Ｌ?＾??????Ｘ＝０．４１?八?????＾?八?ａ—－ｖ?ｘ—０．４８????＾、?ｘ＝０．４８?）ｖ???？３５???Ｌ?ｉ?？?Ａ＿Ａ?＾?ｘ＝０．５３?（／）?ｒ＾Ｔ?０＾．?ｘ＝０．５３??＾?＼?—?．??—?￣??，一?ｘ＝０．５８?＇、???￡?ｉ?｜?ｉ?＊＝〇－６９?Ｓ?＊＝０?６９????￡?１?Ｘ?，?ｋ?１?

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【參考文獻】：
期刊論文
[1]四大類鋰離子電池正極材料進展[J]. 瞿波,張冰,鄭勝男,施志聰,吳啟輝.  電源技術(shù). 2016(07)
[2]石墨烯摻雜LiFePO4電極材料的合成及其電化學性能[J]. 徐科,申來法,米常煥,張校剛.  物理化學學報. 2012(01)
[3]鋰離子電池正極材料LiNiO2存在的問題與解決辦法[J]. 葉乃清,劉長久,沈上越.  無機材料學報. 2004(06)
[4]鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰研究進展[J]. 黃學杰.  電池工業(yè). 2004(04)
[5]鉻離子摻雜對LiFePO4電化學性能的影響[J]. 倪江鋒,周恒輝,陳繼濤,蘇光耀.  物理化學學報. 2004(06)



本文編號：3296486