發(fā)布時間：2021-06-11 07:31

　　發(fā)展綠色清潔能源已成為人們解決日益突出的能源和環(huán)境問題的重要戰(zhàn)略選擇。作為一種高效的儲能和轉(zhuǎn)化裝置,鋰離子電池由于工作電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應等特點已被普遍應用于電動汽車、智能電網(wǎng)等領域。鋰離子電池的整體性能在很大程度上取決于正極材料,本文通過分析總結鋰離子電池正極材料的研究進展及其現(xiàn)狀,選擇高能量密度、高電壓、低成本的層狀富鋰錳基正極材料xLi₂MnO₃·（1-x）LiMO₂（M=Ni,Co,Mn）為研究對象,針對其充放電循環(huán)過程中層狀結構向尖晶石相的不可逆轉(zhuǎn)變導致的循環(huán)穩(wěn)定性差、電壓衰減快等問題,采用鉀離子摻雜對材料進行了改進。我們首先以KCl為鉀源,通過混合球磨煅燒合成了表面鉀離子摻雜的Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂。電化學測試表明,該材料在0.1 C(1 C=200 mA g^-1)的電流密度下循環(huán)100圈仍可保留260 mAh g^-1的放電比容量,并且原始材料的... 

【文章來源】：華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理示意圖

6）易于鋰離子快速脫嵌且結構穩(wěn)定；（7）電子電導率和鋰離子擴成本低且環(huán)境友好。然而現(xiàn)有各體系正極材料均難以滿足以上所離子正極材料的研究主要集中于層狀化合物 LiCoO2、LiNiO2、yNi1-x-yO2等）、尖晶石型化合物（LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4）以及橄iFePO4）。正極材料狀正極材料 LiMO2(M = Co, Ni, Mn)正極材料 LiMO2主要有 LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2等，理想的層狀構與 α-NaFeO2相似，空間對稱群為 R3_m，中心氧離子以立方緊密金屬離子形成穩(wěn)定的 MO2層，MO2層和 Li 層交替排列，如圖 1.2中，鋰離子能穩(wěn)定地嵌入/脫出 MO2層。

2019 年華東師范大學碩士學位論文5圖 1.3 層狀三元 NCM 材料性能三相圖1.3.2 尖晶石型正極材料1.3.2.1 錳酸鋰（LiMn2O4）20 世紀 80 年代，Goodenough 和 Thackeray[12]等發(fā)現(xiàn)了尖晶石型結構的 LiMn2O4正極材料。該材料由于價格低廉、合成簡單、電化學性能良好而備受人們重視。LiMn2O4屬于立方晶系，F(xiàn)d-3m 空間群，如圖 1.4 所示，Li 原子在結構中占據(jù)四面體的 8a 位，O 原子呈面心立方排布，占據(jù) 32e 位，Mn 原子占據(jù)八面體 16d 位置[13]。鋰離子沿著相鄰四面體和八面體間 8a-16a-8a 通道進行可逆嵌入、脫出[14]。尖晶石型LiMn2O4材料的放電電壓平臺在 4 V 左右

【參考文獻】：
博士論文
[1]層狀氧化物鋰離子電池正極材料的制備及電化學性能研究[D]. 施少君.浙江大學 2014

碩士論文
[1]鋰離子電池正極材料的改性制備與性能研究[D]. 江雄.北京理工大學 2015



本文編號：3224118