鋰離子電池因為其能量密度高、循環(huán)壽命長、價格低廉、環(huán)境友好等眾多優(yōu)點,成為當今社會各類電子產(chǎn)品的主流儲能設(shè)備,在日常生活、醫(yī)用軍工、航空航天等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。鋰離子電池的性能主要取決于電池的正負極材料,而現(xiàn)有負極材料的容量已經(jīng)遠高于正極材料,因此鋰離子電池正極材料成為電池性能進一步提升的關(guān)鍵所在。目前商業(yè)化的正極材料如磷酸鐵鋰,錳酸鋰等材料的能量密度已經(jīng)不足以滿足人們的需求,富鋰三元正極材料因其遠高于其他正極的能量密度被視為下一代鋰離子電池正極材料的最佳選擇之一。然而,富鋰三元鋰離子電池仍然存在著循環(huán)性能差、庫倫效率低、生產(chǎn)工藝中大量排放廢水等問題,導(dǎo)致其遲遲不能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)與商業(yè)應(yīng)用。因此,提升富鋰三元正極材料性能,探索其綠色制備工藝已經(jīng)成為鋰離子電池材料領(lǐng)域的熱點研究課題。本論文采用噴霧干燥法合成層狀富鋰三元正極材料是為了探索一種綠色制備技術(shù),解決目前電池材料制備技術(shù)中存在的環(huán)境污染問題（如廢水廢熱廢氣等問題）,通過對合成工藝與條件進行了進一步優(yōu)化,獲得了電化學(xué)性能好、成本低廉、環(huán)境友好的富鋰三元正極材料及其制備工藝。同時通過混合添加羥乙基纖維素（HEC）,使材料的放電比... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池充放電工作原理圖

（6）材料應(yīng)來源廣泛，制備工藝簡單以便降低成本，且材料應(yīng)對環(huán)境友好，無污染。以空間結(jié)構(gòu)來進行分類，可將目前的正極材料分為層狀結(jié)構(gòu)（如鈷酸鋰 LiCoO2等）、橄欖石結(jié)構(gòu)（如磷酸鐵鋰 LiFePO4等）、尖晶石結(jié)構(gòu)（如錳酸鋰 LiMn2O4等）三大類[6][16]。下面將簡單的介紹一下這三種正極材料。1.3.2 層狀結(jié)構(gòu)正極材料（1）層狀鈷酸鋰材料 LiCoO21982 年，J.Goodenough 和 M.Thackeray 等人[17]發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰 LiCoO2可以作為優(yōu)良的鋰離子電池正極材料，在隨后的 90 年代，索尼公司（Sony）將鈷酸鋰作為正極材料實現(xiàn)了鋰離子電池的商業(yè)化生產(chǎn)。至今為止，鈷酸鋰鋰離子電池生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，占據(jù)著龐大的電子設(shè)備市場份額。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文次年，“鋰電之父”——Goodenough[23][24]及其研究團隊報道了具有可逆充電池正極材料 LiFePO4。LiFePO4材料是典型的橄欖石結(jié)構(gòu)，隸屬于正交群。如圖 1-3，F(xiàn)e 原子與 O 原子形成 FeO6八面體結(jié)構(gòu)，交錯分布的 FO4四面體共同搭建構(gòu)成了材料的整體框架，Li 原子與O 原子構(gòu)成的八面體填充在 FeO6八面體和 PO4四面體之間，形成鋰離子擴散的一維通道。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]具有不同組成的鎳鈷錳三元材料的最新研究進展[J]. 陳鵬,肖冠,廖世軍.  化工進展. 2016(01)
[2]鋰離子電池正極材料中的陽離子混排現(xiàn)象[J]. 邢軍龍,楊續(xù)來.  電池工業(yè). 2013(05)
[3]鋰離子電池正極材料的研究進展[J]. 麥立強,鄒正光,陳寒元.  材料導(dǎo)報. 2000(07)



本文編號：3622895