近幾十年來,鋰離子電池因具有能量密度高、便攜性好、安全性高的優(yōu)點迅速發(fā)展,被廣泛應用于汽車、移動電話、電子和工業(yè)等多個領域。目前,鋰離子電池正極材料正朝著高能量密度和高功率密度的方向發(fā)展。LiCoO₂(LCO)是1980年由Goodenough提出,首次實現(xiàn)商業(yè)化的正極材料。雖然鋰離子電池隨著近40年來的開發(fā),LiMn₂O₄、LiFePO₄和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂等幾種正極材料陸續(xù)得以應用,但是由于具有高體積能量密度、高振實密度和高理論比容量(274 mAh g^-1),LCO仍然是最受歡迎的正極材料之一。然而,商用鋰離子電池中使用的LCO的實際截止電壓為4.2 V(相對于Li/Li⁺),可逆容量僅為其理論比容量的一半(140 mAh g^-1)。當LCO電極充電到更高的截止電壓時,可以從晶格中提取更多的鋰離子,帶來可觀的比容量增加。然而,...

【文章頁數(shù)】：83 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 鋰離子電池結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.2.1 鋰離子電池關鍵材料
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料LiCoO
        1.3.1 LiCoO₂的制備方法
        1.3.2 LiCoO₂的充放電機理
        1.3.3 高電壓LiCoO₂面臨的主要問題
    1.4 高電壓LiCoO₂的改性研究
        1.4.1 過渡金屬陽離子摻雜
        1.4.2 陰離子摻雜
        1.4.3 氧化物包覆
        1.4.4 氟化物包覆
        1.4.5 磷酸鹽包覆
    1.5 本文的研究內(nèi)容
    參考文獻
第2章 高電壓LiCoO₂元素摻雜實驗設計
    2.1 引言
    2.2 實驗設計及材料合成
        2.2.1 摻雜實驗設計
        2.2.2 材料合成手段
    2.3 實驗用品及測試方法
        2.3.1 實驗試劑及儀器
        2.3.2 測試方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 稀土元素Y摻雜對高電壓LiCoO₂的改性研究
    3.1 引言
    3.2 材料的物理表征
        3.2.1 XRD的測試與分析
        3.2.2 形貌測試及分析
        3.2.3 組分測試及分析
    3.3 電化學性能測試
        3.3.1 循環(huán)穩(wěn)定性測試及分析
        3.3.2 電化學曲線分析
        3.3.3 倍率性能測試及分析
    3.4 改性機理分析
        3.4.1 CV測試及分析
        3.4.2 EIS阻抗與材料表面組分測試及分析
        3.4.3 老化實驗測試及分析
        3.4.4 GITT測試及分析
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第4章 稀土元素La、Ce摻雜對高電壓LiCoO₂的改性研究
    4.1 引言
    4.2 材料的物理表征
        4.2.1 XRD的測試與分析
        4.2.2 形貌與微結(jié)構(gòu)測試及分析
        4.2.3 組分測試與分析
    4.3 電化學性能測試
        4.3.1 循環(huán)穩(wěn)定性測試及分析
        4.3.2 倍率性能測試及分析
    4.4 機理研究
        4.4.1 dQ/dV分析
        4.4.2 EIS測試及分析
        4.4.3 GITT測試及分析
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄



本文編號：3886840