正極材料作為目前鋰離子電池的性能短板制約著鋰離子電池的應(yīng)用范圍,鋰離子電池的比容量、電壓、循環(huán)性能等均受限于現(xiàn)有正極材料制備技術(shù)。高鎳三元LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）正極材料在高溫制備過程中需要高氧含量環(huán)境以構(gòu)建有序?qū)訝罱Y(jié)構(gòu),合適的燒結(jié)氣氛工藝有利于制備高性能正極材料并且節(jié)約成本。一次顆粒尺寸達到微米級且不發(fā)生團聚的NCM811材料具有比現(xiàn)行主流二次球型顆粒材料更高的壓力承受能力而具備更高的壓實密度,有利于提高電池的體積比能量,適合用于動力電池。目前對于一次大顆粒NCM811正極材料制備方法的報導(dǎo)較少。利用商業(yè)前驅(qū)體,本文從氣體流速及燒結(jié)過程中反應(yīng)氧濃度方面研究燒結(jié)氣氛工藝與材料結(jié)構(gòu)及性能之間的關(guān)系。氣體流速過快會帶走過多鋰源,導(dǎo)致反應(yīng)物不足,而氧含量過量或不足的環(huán)境均會導(dǎo)致材料性能下降。在氣體流速為0.2 L min^-1,高溫?zé)Y(jié)時間為15 h,燒結(jié)氣氛氧含量為50%工藝條件下,能制備出具有較高電化學(xué)性能的NCM811正極材料。93%氧含量下所制備的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 鋰離子電池發(fā)展概述
    1.3 鋰離子電池組成及工作原理
        1.3.1 鋰離子電池的工作原理
        1.3.2 鋰離子電池的正極材料
        1.3.3 鋰離子電池的負極材料
        1.3.4 電解液及隔膜
    1.4 鋰離子電池正極材料發(fā)展概述
        1.4.1 層狀結(jié)構(gòu)正極材料
        1.4.2 尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料
        1.4.3 橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料
0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ 正極材料">    1.5 高鎳三元LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ 正極材料
        1.5.1 存在的問題
        1.5.2 改性研究
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 化學(xué)藥品與實驗儀器
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 主要化學(xué)藥品
    2.2 材料制備方法
        2.2.1 固相燒結(jié)制備正極材料
        2.2.2 固相法制備一次大顆粒正極材料
    2.3 材料的物理及電化學(xué)表征方法
        2.3.1 物理表征
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
第3章 燒結(jié)氣氛工藝對正極材料性能的影響
    3.1 引言
    3.2 氣體流速對材料性能的影響
        3.2.1 氣體流速對材料形貌與結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 氣體流速對材料電化學(xué)性能的影響
    3.3 氣體氧含量對材料性能的影響
        3.3.1 氧含量對材料形貌與結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 氧氣含量對材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 燒結(jié)物質(zhì)質(zhì)量對材料性能的影響
        3.4.1 燒結(jié)物質(zhì)質(zhì)量對材料形貌與結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.2 燒結(jié)物質(zhì)質(zhì)量對材料電化學(xué)性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ 正極材料制備工藝研究">第4章 一次大顆粒LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ 正極材料制備工藝研究
    4.1 引言
    4.2 配鋰量對材料性能的影響
        4.2.1 配鋰量對材料形貌與結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 配鋰量對材料電化學(xué)性能的影響
    4.3 燒結(jié)溫度對材料性能的影響
        4.3.1 燒結(jié)溫度對材料形貌與結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 燒結(jié)溫度對材料電化學(xué)性能的影響
    4.4 燒結(jié)時間對材料性能的影響
        4.4.1 燒結(jié)時間對材料形貌與結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.2 燒結(jié)時間對材料電化學(xué)性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池隔膜技術(shù)研究進展[J]. 封志芳,肖勇,溫旭明,周志軍.  江西化工. 2019(01)
[2]鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問題（Ⅷ）——負極材料[J]. 羅飛,褚賡,黃杰,孫洋,李泓.  儲能科學(xué)與技術(shù). 2014(02)
[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]層狀LiMnO2正極材料的研究進展[J]. 鐘輝,周燕芳,許惠.  化學(xué)通報. 2003(07)

博士論文
[1]鋰離子電池富鎳正極材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2制備及改性研究[D]. 劉寶生.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]尖晶石型錳系鋰離子電池正極材料表面包覆及其應(yīng)用研究[D]. 賴飛燕.廣西師范大學(xué) 2018
[3]鋰離子電池寬溫電解液體系的構(gòu)建與性能研究[D]. 張麗娟.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院青海鹽湖研究所) 2018



本文編號：3010406