鎳鈷錳三元系鋰離子電池正極材料以其安全性能突出、制造成本低、充放電比容量高、循環(huán)性能好等優(yōu)勢(shì)，被視為最有前途的鋰離子電池正極材料之一。本文主要采用固相、液相法制備鋰離子三元正極材料x(chóng)Li[Li1/3Mn2/3]O2(1-x)Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2，并對(duì)其進(jìn)行陰、陽(yáng)離子摻雜改性，利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、電化學(xué)交流阻抗和電池充放電測(cè)試儀等手段，對(duì)材料的性能進(jìn)行表征。 以LiOH H2O為鋰源，Ni(OH)2為鎳源，Co3O4為鈷源，MnO2為錳源，高溫固相法合成了鎳鈷錳三元鋰離子正極材料。研究了預(yù)燒和燒結(jié)過(guò)程中，溫度、時(shí)間對(duì)目標(biāo)材料結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能的影響，確定了高溫固相合成工藝條件：原料經(jīng)500℃預(yù)燒5h得到前驅(qū)體，在經(jīng)過(guò)830℃燒結(jié)9h得到最終產(chǎn)物。掃描電子顯微鏡、XRD檢測(cè)結(jié)果表明：合成材料顆粒均勻，形貌規(guī)整，并且制備顆粒的晶體結(jié)構(gòu)基本完整，結(jié)晶度高，具有α-NaFeO2型結(jié)構(gòu)。采用扣式電池電化學(xué)測(cè)試方法，進(jìn)行恒流充/放電、電化學(xué)阻抗等分析測(cè)試，得出首次放電比容量為171mAhg-1，在2.0～4.8V以0.1C的充放電下效率達(dá)9...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡(jiǎn)介
    1.3 鋰離子電池的發(fā)展歷史
        1.3.1 鋰離子電池的發(fā)展時(shí)間史
        1.3.2 鋰離子電池的工作原理
    1.4 鋰離子電池正極材料
        1.4.1 幾種鋰離子正極材料的特點(diǎn)
        1.4.2 鋰離子正極材料的選取原則
    1.5 層狀鋰離子電池正極材料的制備方法
        1.5.1 固相反應(yīng)法
        1.5.2 共沉淀法
        1.5.3 溶膠－凝膠法
        1.5.4 其它方法
    1.6 三元材料的技術(shù)進(jìn)展
    1.7 層狀鋰離子電池正極材料的改性
        1.7.1 金屬離子摻雜
        1.7.2 非金屬離子摻雜
        1.7.3 包覆改性
    1.8 課題的研究?jī)?nèi)容及意義
        1.8.1 課題的研究意義
        1.8.2 課題的研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器
    2.2 合成三元正極材料 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂的實(shí)驗(yàn)流程
    2.3 材料物理化學(xué)性質(zhì)的表征
        2.3.1 X 射線衍射分析 (XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)表征
        2.3.3 能量分散譜儀(EDS)
    2.4 合成材料電化學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 電極的制備和鈕扣電池的組裝
        2.4.2 恒電流充放電性能測(cè)試
        2.4.3 循環(huán)伏安和交流阻抗測(cè)試
第3章 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂正極材料的制備和性能研究
    3.1 不同制備溫度對(duì)材料結(jié)構(gòu)性能的影響
        3.1.1 不同制備溫度對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.2 不同制備溫度對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
        3.1.3 不同制備溫度對(duì)材料粒徑的影響
        3.1.4 直接進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)制備正極材料
    3.2 預(yù)合成時(shí)間對(duì)材料結(jié)構(gòu)性能的影響
        3.2.1 預(yù)合成時(shí)間對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 預(yù)合成時(shí)間對(duì)材料性能的影響
    3.3 合成時(shí)間對(duì)材料結(jié)構(gòu)性能的影響
        3.3.1 合成時(shí)間對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 合成時(shí)間對(duì)材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
第4章 對(duì) xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂的改性研究
    4.1 摻雜 F-正極材料 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂的制備及性能研究
        4.1.1 正極材料 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂ (1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₍(2-z))Fz的制備
        4.1.2 摻雜 LiF 對(duì)正極材 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂ (1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₍(2-z))Fz的影響
    4.2 摻雜 Al³⁺的 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂ (1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co₍(1/3-y))Aly]O₂正極材料的制備及性能研究
        4.2.1 正極材料 xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂ (1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co₍(1/3-y))Aly]O₂的制備
        4.2.2 摻 Al 對(duì) xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂ (1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co₍(1/3-y))Aly]O₂正極材料的影響
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3922220