以廢舊鋅錳干電池為錳源LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 的制備及其改性研究
發(fā)布時間:2020-12-06 12:07
廢舊鋅錳電池隨意丟棄,不僅污染環(huán)境,還會浪費大量的資源。廢棄鋅錳電池的回收利用方面已經(jīng)展開了廣泛的研究。但是總的來說,回收處理要求高、回收產(chǎn)品附加值低,回收成本高,難以形成規(guī)模經(jīng)濟。鋰離子電池具有高效、清潔等顯著特點,正在迅速地發(fā)展。鋰離子電池中三元正極材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)由于其容量高的優(yōu)勢,被認為是最有應用潛力的正極材料之一。但是該材料也存在著一些缺點,主要問題是LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在充放電循環(huán)過程中容量衰減得比較嚴重。本論文采用干濕相結(jié)合的方法,將廢舊鋅錳電池中的錳以碳酸錳的形式回收,作為錳源分別以共沉淀法和溶膠凝膠法制備層狀三元材料是LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,并嘗試通過包覆改性改善其電化學性能。在本論文中,首先用HNO3與H2
【文章來源】:武漢科技大學湖北省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 鋅錳干電池簡介
1.2 廢棄鋅錳干電池危害及回收現(xiàn)狀
1.3 廢舊鋅錳電池的回收方法
1.3.1 人工分選回收技術(shù)
1.3.2 濕法回收
1.3.3 干法回收
1.3.4 干濕法回收
1.4 鋰離子電池正極材料
1/3Co1/3Mn1/3O2的制備方法"> 1.5 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制備方法
1/3Co1/3Mn1/3O2"> 1.5.1 高溫固相法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
1.5.2 溶膠凝膠法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
1.5.3 共沉淀法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
1.5.4 噴霧干燥法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
1.6 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的改性研究
1.7 本課題的創(chuàng)新點和研究內(nèi)容
1.7.1 課題的創(chuàng)新點
1.7.2 本課題的研究內(nèi)容
第二章 實驗方案
2.1 廢舊鋅錳電池預處理
2.2 碳酸錳的回收制備
1/3 Co1/3Mn1/3O2的制備及改性"> 2.3 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制備及改性
2.3.1 共沉淀法制備Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體
1/3 Co1/3Mn1/3O2的制備"> 2.3.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制備
1/3 Co1/3Mn1/3O2的包覆改性"> 2.3.3 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的包覆改性
2.3.4 溶膠凝膠法制備Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體
1/3 Co1/3Mn1/3O2的制備"> 2.3.5 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制備
1/3Co1/3Mn1/3O2的Al2O3包覆"> 2.3.6 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的Al2O3包覆
2.4 實驗試劑和設(shè)備
2.5 制備材料的表征
2.5.1 材料成分物相分析
2.5.2 材料微觀形貌分析(SEM)
2.5.3 材料微觀結(jié)構(gòu)分析(TEM)
2.5.4 紐扣電池的制作和測試
第三章 電池回收結(jié)果與分析
3回收工藝探究"> 3.1 MnCO3回收工藝探究
3.2 碳酸錳的XRD及SEM分析
3.3 本章小結(jié)
1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性探究">第四章 共沉淀法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性探究
4.1 不同pH對產(chǎn)物性能的影響
1/3Co1/3Mn1/3O2的XRD分析"> 4.1.1 不同pH下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的XRD分析
1/3Co1/3Mn1/3O2的SEM分析"> 4.1.2 不同pH下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的SEM分析
1/3Co1/3Mn1/3O2的電性能測試"> 4.1.3 不同pH下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的電性能測試
1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性"> 4.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性
4.2.1 XRD物相表征
4.2.2 材料的SEM分析
4.2.3 材料的TEM分析
1/3Co1/3Mn1/3O2包覆前后的電性能分析"> 4.2.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2包覆前后的電性能分析
4.3 本章小結(jié)
1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性研究">第五章 溶膠凝膠法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性研究
1/3Co1/3Mn1/3O2包覆改性前后的XRD分析"> 5.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2包覆改性前后的XRD分析
5.2 SEM檢測分析
5.3 TEM檢測分析
5.4 電化學性能分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]共沉淀法制備LiNi1-x-yCoxMnyO2正極材料工藝條件探究[J]. 耿淑君,黃青山,朱全紅,金永成,楊超. 化工學報. 2018(01)
[2]鋰離子電池正極三元材料的研究及應用[J]. 陳秋林. 中國粉體工業(yè). 2017(04)
[3]電動汽車電池的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 華政,梁風,姚耀春. 化工進展. 2017(08)
[4]Mn3O4/carbon nanotube nanocomposites recycled from waste alkaline Zn–MnO2 batteries as high-performance energy materials[J]. Li-Hua Zhang,Si-Si Wu,Yi Wan,Yi-Feng Huo,Yao-Cong Luo,Ming-Yang Yang,Min-Chan Li,Zhou-Guang Lu. Rare Metals. 2017(05)
[5]基于分級共沉淀法制備鋰離子電池LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極材料[J]. 夏青,趙俊豪,王凱,李昇,郭冰,田院,楊則恒,張衛(wèi)新. 化工學報. 2017(03)
[6]MgF2包覆對正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影響[J]. 夏繼平,李曉云,郭秋雙. 無機鹽工業(yè). 2016(08)
[7]葡萄糖對溶膠凝膠法制備Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正極材料性能的影響[J]. 王力臻,徐勇,方華,高海麗. 無機化學學報. 2015(05)
[8]廢舊電池黑粉中鋅及二氧化錳的回收利用研究[J]. 馮婧,劉麗波,高小茵,朱凱鵬,曹良鑫. 山東工業(yè)技術(shù). 2015(07)
[9]三元正極材料前驅(qū)體MnxNiyCozCO3的合成及條件探究[J]. 李晴,姜強,李琳,馮傳啟. 無機鹽工業(yè). 2015(01)
[10]一步溶膠-凝膠法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其性能研究[J]. 楊子蓮,陳錦燦,朱立才,趙瑞瑞,陳紅雨. 電池工業(yè). 2014(Z1)
本文編號:2901337
【文章來源】:武漢科技大學湖北省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
1.1 鋅錳干電池簡介
1.2 廢棄鋅錳干電池危害及回收現(xiàn)狀
1.3 廢舊鋅錳電池的回收方法
1.3.1 人工分選回收技術(shù)
1.3.2 濕法回收
1.3.3 干法回收
1.3.4 干濕法回收
1.4 鋰離子電池正極材料
1/3Co1/3Mn1/3O2的制備方法"> 1.5 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制備方法
1/3Co1/3Mn1/3O2"> 1.5.1 高溫固相法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
1.7 本課題的創(chuàng)新點和研究內(nèi)容
1.7.1 課題的創(chuàng)新點
1.7.2 本課題的研究內(nèi)容
第二章 實驗方案
2.1 廢舊鋅錳電池預處理
2.2 碳酸錳的回收制備
1/3
2.3.1 共沉淀法制備Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體
1/3
1/3
2.3.4 溶膠凝膠法制備Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體
1/3
1/3Co1/3Mn1/3O2的Al2O3包覆"> 2.3.6 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的Al2O3包覆
2.4 實驗試劑和設(shè)備
2.5 制備材料的表征
2.5.1 材料成分物相分析
2.5.2 材料微觀形貌分析(SEM)
2.5.3 材料微觀結(jié)構(gòu)分析(TEM)
2.5.4 紐扣電池的制作和測試
第三章 電池回收結(jié)果與分析
3回收工藝探究"> 3.1 MnCO3回收工藝探究
3.2 碳酸錳的XRD及SEM分析
3.3 本章小結(jié)
1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性探究">第四章 共沉淀法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性探究
4.1 不同pH對產(chǎn)物性能的影響
1/3Co1/3Mn1/3O2的XRD分析"> 4.1.1 不同pH下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的XRD分析
1/3Co1/3Mn1/3O2的SEM分析"> 4.1.2 不同pH下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的SEM分析
1/3Co1/3Mn1/3O2的電性能測試"> 4.1.3 不同pH下LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的電性能測試
1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性"> 4.2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性
4.2.1 XRD物相表征
4.2.2 材料的SEM分析
4.2.3 材料的TEM分析
1/3Co1/3Mn1/3O2包覆前后的電性能分析"> 4.2.4 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2包覆前后的電性能分析
4.3 本章小結(jié)
1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性研究">第五章 溶膠凝膠法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其包覆改性研究
1/3Co1/3Mn1/3O2包覆改性前后的XRD分析"> 5.1 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2包覆改性前后的XRD分析
5.2 SEM檢測分析
5.3 TEM檢測分析
5.4 電化學性能分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]共沉淀法制備LiNi1-x-yCoxMnyO2正極材料工藝條件探究[J]. 耿淑君,黃青山,朱全紅,金永成,楊超. 化工學報. 2018(01)
[2]鋰離子電池正極三元材料的研究及應用[J]. 陳秋林. 中國粉體工業(yè). 2017(04)
[3]電動汽車電池的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 華政,梁風,姚耀春. 化工進展. 2017(08)
[4]Mn3O4/carbon nanotube nanocomposites recycled from waste alkaline Zn–MnO2 batteries as high-performance energy materials[J]. Li-Hua Zhang,Si-Si Wu,Yi Wan,Yi-Feng Huo,Yao-Cong Luo,Ming-Yang Yang,Min-Chan Li,Zhou-Guang Lu. Rare Metals. 2017(05)
[5]基于分級共沉淀法制備鋰離子電池LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正極材料[J]. 夏青,趙俊豪,王凱,李昇,郭冰,田院,楊則恒,張衛(wèi)新. 化工學報. 2017(03)
[6]MgF2包覆對正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影響[J]. 夏繼平,李曉云,郭秋雙. 無機鹽工業(yè). 2016(08)
[7]葡萄糖對溶膠凝膠法制備Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正極材料性能的影響[J]. 王力臻,徐勇,方華,高海麗. 無機化學學報. 2015(05)
[8]廢舊電池黑粉中鋅及二氧化錳的回收利用研究[J]. 馮婧,劉麗波,高小茵,朱凱鵬,曹良鑫. 山東工業(yè)技術(shù). 2015(07)
[9]三元正極材料前驅(qū)體MnxNiyCozCO3的合成及條件探究[J]. 李晴,姜強,李琳,馮傳啟. 無機鹽工業(yè). 2015(01)
[10]一步溶膠-凝膠法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其性能研究[J]. 楊子蓮,陳錦燦,朱立才,趙瑞瑞,陳紅雨. 電池工業(yè). 2014(Z1)
本文編號:2901337
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