富鋰正極材料xLi₂MnO₃·（1-x）LiTMO₂（TM=Mn,Co,Ni等）由于具有高的比容量(>250 mAh g^-1)、寬的電壓窗口（2.0-4.8 V）和低的成本等優(yōu)點,獲得了廣泛的關(guān)注和研究。但是其存在首次庫倫效率低、循環(huán)性穩(wěn)定性差、電壓衰退和倍率性能差等問題,嚴重地制約了其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用。針對以上問題,本文基于表面改性戰(zhàn)略來改善富鋰正極材料的電化學性能,主要研究內(nèi)容如下:（1）控制溶劑熱法的反應條件及高溫固相反應合成了層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料,再通過濕法化學法在其表面分別均勻地沉積了無定形的LiF,Li₂TiO₃和Li₃PO₄包覆層。系統(tǒng)地分析比較不同鋰鹽包覆后的層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的電化學性能之間的差異。結(jié)果表明,經(jīng)不同鋰鹽包覆均可以改善層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的電化學性能,而其中以經(jīng)Li₃PO₄包覆的改善效果最... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成及工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料簡介
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)LiMO_2 正極材料
        1.3.2 尖晶石結(jié)構(gòu)LiM_2O_4 正極材料
        1.3.3 橄欖石結(jié)構(gòu)LiMPO_4 正極材料
        1.3.4 其他正極材料
    1.4 富鋰正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 富鋰正極材料的結(jié)構(gòu)及組成
        1.4.2 富鋰正極材料的充放電機理
        1.4.3 富鋰正極材料的制備方法
        1.4.4 富鋰正極材料存在的問題及改性研究
    1.5 本課題的研究意義及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 主要化學試劑和實驗儀器
        2.1.1 化學試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的物理表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)及結(jié)構(gòu)精修
        2.2.2 拉曼光譜分析(Raman)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)-能量色散X射線譜(EDS)分析
        2.2.5 X-射線電子能譜分析(XPS)
    2.3 扣式電池的制備
        2.3.1 電極極片的制備
        2.3.2 扣式電池的組裝
    2.4 材料的電化學性能表征
        2.4.1 恒電流充放電測試
        2.4.2 電化學阻抗測試(EIS)
        2.4.3 恒電流間歇滴定技術(shù)(GITT)
第3章 包覆不同鋰鹽的層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的制備及電化學性能比較
    3.1 引言
    3.2 包覆不同鋰鹽的層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的制備
        3.2.1 層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的制備
        3.2.2 LiF包覆的層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的制備
        3.2.3 Li_2TiO_3 包覆的層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的制備
        3.2.4 Li_3PO_4 包覆的層狀-尖晶石異質(zhì)結(jié)構(gòu)的富鋰正極材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 材料的形貌、表面微觀結(jié)構(gòu)及化學組成分析
        3.3.3 材料的電化學性能分析
        3.3.4 材料循環(huán)后的形貌分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 K_2Cr_2O_7 溶液預處理的富鋰錳基層狀正極材料的電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 K_2Cr_2O_7 溶液預處理的富鋰錳基層狀正極材料的的制備
        4.2.1 多孔富鋰錳基層狀Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]O_2 正極材料的制備
        4.2.2 K_2Cr_2O_7 溶液預處理的富鋰錳基層狀正極材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的晶體結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 材料的形貌、表面微觀結(jié)構(gòu)及化學組成分析
        4.3.3 材料的電化學性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 納米級La PO4 包覆Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正極材料的制備及其電化學性能研究
    5.1 引言
    5.2 納米級La PO_4 包覆的Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正極材料的制備
        5.2.1 Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正極材料的制備
        5.2.2 納米級La PO_4 包覆的Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正極材料的制備..
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料的晶體結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 材料的形貌、表面微觀結(jié)構(gòu)及化學組成分析
        5.3.3 材料的電化學性能分析
        5.3.4 材料循環(huán)后的形貌分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
科研成果



本文編號：3179700