發(fā)布時間：2022-09-17 19:23

　　富鋰錳基正極材料xLi₂MnO₃·（1-x）LiMO₂（M=Ni,Co,Mn）（LRMO）具有理論能量密度高、充放電電勢窗口寬（2.0-4.8 V）、安全性高、價格低廉等優(yōu)點成為目前高能量密度動力電池用正極材料的理想選擇。然而其首次不可逆容量損失大、循環(huán)穩(wěn)定性差和倍率性能不佳等不足,極大地限制了其在高性能鋰離子電池和固態(tài)電池等方面的應(yīng)用。針對以上問題,本論文系統(tǒng)研究了堆垛結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料的制備及其材料的微觀結(jié)構(gòu)、物相組成和電化學(xué)性能,并在此基礎(chǔ)上研究了Li₃VO₄/LiVO₃快離子導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面包覆改性對富鋰錳基正極材料電化學(xué)性能的影響。（1）比較了不同沉淀劑NH₄HCO₃、NaHCO₃和Na₂CO₃對富鋰錳基正極材料組分、晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)使用NH₄HCO₃作為沉淀劑、絡(luò)合劑和pH調(diào)... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 鋰離子電池安全性
    1.3 富鋰錳基正極材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2研究進(jìn)展
        1.3.1 Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2正極材料介紹
        1.3.2 Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2正極材料充放電機理介紹
    1.4 富鋰錳基正極材料(LRMO)的制備方法
        1.4.1 高溫固相法
        1.4.2 水熱法
        1.4.3 溶膠凝膠法
        1.4.4 共沉淀法
    1.5 富鋰錳基正極材料(LRMO)的改性研究
        1.5.1 元素體相摻雜
        1.5.2 表面包覆改性
        1.5.3 表面修飾及結(jié)構(gòu)設(shè)計
    1.6 論文研究內(nèi)容
第2章 材料的合成和性能表征
    2.1 樣品制備所需化學(xué)試劑
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器和設(shè)備
    2.2 富鋰錳基正極材料(LRMO)的制備
    2.3 電池極片的制作和扣式電池的組裝
    2.4 富鋰錳基正極材料(LRMO)的物理化學(xué)性能表征
        2.4.1 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        2.4.2 材料形貌和粒徑表征
        2.4.3 元素價態(tài)分析
        2.4.4 微觀結(jié)構(gòu)和物相分析
        2.4.5 比表面積介孔/微孔分析儀
        2.4.6 元素含量分析
    2.5 富鋰錳基正極材料(LRMO)的電化學(xué)性能表征
        2.5.1 恒流充放電測試
        2.5.2 循環(huán)伏安測試
        2.5.3 交流阻抗譜測試
第3章 堆垛結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 不同沉淀劑對富鋰錳基正極材料結(jié)構(gòu)形貌的影響
        3.2.1 堆垛結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料的制備
        3.2.2 晶體結(jié)構(gòu)與物相分析
        3.2.3 材料形貌與粒徑表征
        3.2.4 HRTEM和 SAED表征
        3.2.5 元素價態(tài)分析
        3.2.6 元素含量分析
    3.3 不同沉淀劑制備LRMO材料的電化學(xué)性能比較
        3.3.1 充放電性能分析
        3.3.2 倍率性能分析
        3.3.3 循環(huán)伏安曲線分析
        3.3.4 交流阻抗譜分析
    3.4 反應(yīng)pH值對LRMO結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能的影響
        3.4.1 不同pH值碳酸鹽前驅(qū)體MCO_3(M=Ni、Co、Mn)的制備
        3.4.2 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        3.4.3 材料形貌與粒徑表征
        3.4.4 元素價態(tài)分析
        3.4.5 元素含量分析
        3.4.6 電化學(xué)性能表征
    3.5 NH4HCO3濃度對LRMO結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能的影響
        3.5.1 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        3.5.2 材料形貌與粒徑表征
        3.5.3 電化學(xué)性能表征
    3.6 煅燒溫度對LRMO結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能的影響
        3.6.1 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        3.6.2 材料形貌與粒徑表征
        3.6.3 電化學(xué)性能表征
    3.7 保溫時間對LRMO結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能的影響
        3.7.1 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        3.7.2 材料形貌與粒徑表征
        3.7.3 電化學(xué)性能表征
    3.8 煅燒氣氛對LRMO結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能的影響
        3.8.1 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        3.8.2 材料形貌與粒徑表征
        3.8.3 電化學(xué)性能表征
    3.9 本章小結(jié)
第4章 Li_3VO_4/LiVO_3快離子導(dǎo)體包覆LRMO的制備和性能研究
    4.1 引言
    4.2 Li_3VO_4/LiVO_3包覆Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的制備
    4.3 Li_3VO_4/LiVO_3包覆LRMO材料的結(jié)構(gòu)形貌表征
        4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)與物相表征
        4.3.2 材料形貌與粒徑表征
        4.3.3 微觀結(jié)構(gòu)與物相分析
        4.3.4 STEM和 EDS能譜表征
        4.3.5 元素價態(tài)分析
    4.4 電化學(xué)性能表征
        4.4.1 Li_3VO_4/LiVO_3包覆LRMO材料的首次充放電性能分析
        4.4.2 Li_3VO_4/LiVO_3包覆LRMO材料的倍率性能分析
        4.4.3 Li_3VO_4/LiVO_3包覆LRMO材料的循環(huán)穩(wěn)性分析
        4.4.4 Li_3VO_4/LiVO_3包覆LRMO材料的循環(huán)伏安性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3679803