本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池富鋰正極材料的研究

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【摘要】：目前,鋰離子電池在市場上的應(yīng)用越來越廣泛,在電動車電池與智能手機(jī)電池的應(yīng)用上的要求也越來越高。然而正極材料的選取在一定程度上是影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素,富鋰正極材料應(yīng)用在鋰離子電池上時,能顯現(xiàn)出較高的比容量,循環(huán)穩(wěn)定性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為全世界很多研究人員的關(guān)注與青睞,在未來的商業(yè)生產(chǎn)上會成為主要的正極材料。本文研究的是三組分材料的合成與表征及電化學(xué)性能,材料的化學(xué)式為xLi2MnO3·y LiMn1/2Ni1/2O2·(1-x-y)LiCoO2,該材料是由三種不同材料組成的復(fù)合材料。研究的內(nèi)容是在具有相同鈷元素含量的材料,確定其組分比例最好的材料。首先確定的LiCoO2組分在三種材料中所占比例為0,此時不存在LiCoO2組分。分別為x=0.1、x=0.3、x=0.5、x=0.7、x=0.9五種情況,對每種材料進(jìn)行性能測試及分析,當(dāng)x=0.5時,材料具有最好的電化學(xué)性能。通過電化學(xué)測試分析可知當(dāng)x=0.5時,其首圈充放電具有最小的不可逆容量,在相同電流密度下進(jìn)行循環(huán)性能測試也具有有最好的穩(wěn)定性,尤其是在大電流下的循環(huán)性能分析中,材料0.5Li2MnO3·0.5LiMn1/2Ni1/2O2的放電容量的保持率為97.6%,并且在高電流倍率下該材料的容量也是最好的。其次,確定LiCoO2組分所占比例為0.1時,x的值分別為x=0.05、x=0.25、x=0.45、x=0.65、x=0.85,對每種樣品進(jìn)行表征及電化學(xué)性能分析,其中x=0.45時的材料,即材料0.45Li2MnO3·0.45LiMn1/2Ni1/2O2·0.1LiCoO2具有最好的電化學(xué)性能,其首次充放電情況,循環(huán)穩(wěn)定性能以及倍率性能,在同組材料對比中都是比較好的。最后,確定當(dāng)LiCoO2組分所占比例為0.2時,x的值分別為x=0、x=0.2、x=0.4、x=0.6、x=0.8。其中x=0.4時材料具有最好的電化學(xué)性能。此時的材料為0.4Li2MnO3·0.4LiMn1/2Ni1/2O2·0.2LiCoO2,材料的首次充放電情況,循環(huán)性能,倍率性能都是最好的。通過三組數(shù)據(jù)的比較,材料中Li2MnO3與LiMn1/2Ni1/2O2兩種組分的組分比例為1:1時,材料的電化學(xué)性能最好。當(dāng)LiCoO2組分所占比例為0.1時,材料所具有的電化學(xué)性質(zhì)明顯好于其他兩組材料。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 富鋰正極材料 電化學(xué)性質(zhì) 共沉淀
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要11-12
• Abstract12-13
• 第1章 緒論13-20
• 1.1 引言13
• 1.2 鋰離子電池正極材料簡述13-15
• 1.2.1 正極材料簡介13-14
• 1.2.2 LiCoO_2正極材料14
• 1.2.3 LiNiO_2正極材料14
• 1.2.4 鋰錳氧化物正極材料14-15
• 1.2.5 LiFePO_4正極材料15
• 1.2.6 Li-Ni-Mn-Co-O復(fù)合三元正極材料15
• 1.3 鋰離子電池富鋰正極材料的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 富鋰正極材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)15-16
• 1.3.2 富鋰正極材料的充放電機(jī)理16-17
• 1.3.3 富鋰正極材料的合成方法17
• 1.4 富鋰材料的改性研究17-18
• 1.4.1 離子摻雜17-18
• 1.4.2 表面包覆18
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及意義18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分20-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)的主要藥品和儀器20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品20
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器20-21
• 2.2 制備紐扣電池21-22
• 2.2.1 制備正極材料21
• 2.2.2 組裝紐扣電池21-22
• 2.3 材料的測試方法22
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡測試（SEM）22
• 2.3.2 x射線粉末衍射分析（XRD）22
• 2.3.3 電化學(xué)性能測試22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 xLi_2MnO_3·(1-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2的研究23-32
• 3.1 引言23
• 3.2 前驅(qū)體的制備23-24
• 3.3 富鋰正極材料的制備24
• 3.4 材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiMn_1/2Ni_1/2O_2的結(jié)構(gòu)表征24-27
• 3.4.1 材料的結(jié)構(gòu)分析24-26
• 3.4.2 材料的形貌分析26-27
• 3.5 材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiMn_1/2Ni_1/2O_2的電化學(xué)性能27-31
• 3.5.1 首次充放電性能測試分析27-28
• 3.5.2 循環(huán)穩(wěn)定性能測試分析28-30
• 3.5.3 倍率性能測試分析30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 第4章 xLi_2MnO_3·(0.9-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2·0.1LiCoO_2的研究32-41
• 4.1 引言32
• 4.2 前驅(qū)體的制備32
• 4.3 富鋰正極材料的制備32-33
• 4.4 材料xLi_2MnO_3·(0.9-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2·0.1LiCoO_2的表征33-36
• 4.4.1 材料的結(jié)構(gòu)分析33-35
• 4.4.2 材料的形貌分析35-36
• 4.5 材料xLi_2MnO_3·(0.9-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2·0.1LiCoO_2的電化學(xué)性能36-40
• 4.5.1 首次充放電性能測試分析36-37
• 4.5.2 循環(huán)穩(wěn)定性能測試分析37-39
• 4.5.3 倍率性能測試分析39-40
• 4.6 本章小結(jié)40-41
• 第5章 xLi_2MnO_3·(0.8-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2·0.2LiCoO_2的研究41-50
• 5.1 引言41
• 5.2 前驅(qū)體的制備41
• 5.3 富鋰正極材料的制備41-42
• 5.4 材料xLi_2MnO_3·(0.8-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2·0.2LiCoO_2的表征42-45
• 5.4.1 材料的結(jié)構(gòu)分析42-44
• 5.4.2 材料的形貌分析44-45
• 5.5 材料xLi_2MnO_3·(0.8-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2·0.2LiCoO_2的電化學(xué)性能45-49
• 5.5.1 首次充放電性能測試分析45-46
• 5.5.2 循環(huán)穩(wěn)定性能測試分析46-48
• 5.5.3 倍率性能測試分析48-49
• 5.6 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58-60
• 致謝60

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3 本報記者 馮健;動力鋰離子電池：安全性制約應(yīng)用[N];中國電子報;2009年

4 記者 趙t熻，

本文編號：704044