鋰離子電池屬于儲(chǔ)能的主要技術(shù),由于其高能量密度,它們發(fā)揮著越來越重要的社會(huì)作用。良好電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素是電極材料的選擇。陰極必須是離子和電子導(dǎo)體,以確保在電池充電和放電期間的高鋰和電子導(dǎo)電性^[1]�，F(xiàn)如今,磷酸鐵鋰已經(jīng)作為正極材料得到了比較廣泛的使用,除了磷酸鐵鋰,LiMPO₄正磷酸鹽（M?=Ni,Co,Fe和Mn）作為橄欖石型結(jié)構(gòu)材料顯示出高安全、高穩(wěn)定、低成本的優(yōu)良特性,因此正磷酸鹽被視為非常有前景的陰極材料^[2]。市場(chǎng)上目前應(yīng)用的動(dòng)力電池磷酸鐵鋰,由于本身電壓平臺(tái)只有3.4 V,導(dǎo)致能量密度不高,因此研究者把目光放在了同是磷酸系,電壓平臺(tái)為4.1 V,制作成本更低的磷酸錳鋰。本文以噴霧—高溫固相法制備了優(yōu)良性能的LPAN包覆磷酸錳鋰正極材料。本文首先探討不同錳源對(duì)于制備出來的磷酸錳鋰正極材料的電化學(xué)性能影響:（1）以Li₂CO₃;Mn₃O₄;H₃PO₄三種原材料,以液態(tài)聚丙烯腈（LPAN...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 鋰離子電池的簡(jiǎn)述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池的工作原理
    1.3 鋰離子電池正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 LiCoO₂正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 LiMn₂O₄正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 LiFePO₄正極材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 LiMnPO₄正極材料
        1.4.1 LiMnPO₄正極材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 LiMnPO₄正極材料的結(jié)構(gòu)與缺陷
        1.4.3 LiMnPO₄正極材料的改性
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.5.1 本文的研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 實(shí)驗(yàn)原料、器材以及表征方法
    2.1 材料的制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
    2.2 材料的表征
        2.2.1 差熱-熱重分析(TG)
        2.2.2 X射線粉末衍射分析(XRD)
        2.2.3 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FE-SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.5 拉曼光譜(Raman spectra)
    2.3 材料的電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 正極片的制備及電池的組裝
        2.3.2 充放電性能測(cè)試
        2.3.3 電化學(xué)阻抗測(cè)試(EIS)
        2.3.4 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
第3章 以四氧化三錳為錳源制備磷酸錳鋰
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法的基本設(shè)計(jì)
        3.2.1 合成原材料的熱重分析
    3.3 預(yù)燒溫度對(duì)磷酸錳鋰電池材料性能的影響
        3.3.1 在不同預(yù)燒溫度燒結(jié)下制備的材料的XRD分析
        3.3.2 在不同預(yù)燒溫度燒結(jié)的材料的FE-SEM的分析
        3.3.3 在不同預(yù)燒溫度燒結(jié)下制備的電池材料電化學(xué)性能..
        3.3.4 在不同預(yù)燒溫度下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        3.3.5 在不同預(yù)燒溫度燒結(jié)下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    3.4 預(yù)燒保溫時(shí)間對(duì)磷酸錳鋰電池材料性能的影響
        3.4.1 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間燒結(jié)下制備的材料的XRD分析
        3.4.2 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間燒結(jié)的材料的FE-SEM的分析
        3.4.3 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間燒結(jié)下制備的電池材料電化學(xué)性能
        3.4.4 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        3.4.5 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間燒結(jié)下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    3.5 終燒溫度對(duì)磷酸錳鋰制備的影響
        3.5.1 在不同終燒溫度燒結(jié)下制備的材料的XRD分析
        3.5.2 在不同終燒溫度燒結(jié)的材料的FE-SEM的分析
        3.5.3 在不同終燒溫度燒結(jié)下制備的電池材料電化學(xué)性能
        3.5.4 在不同終燒溫度下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        3.5.5 在不同終燒溫度下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    3.6 終燒保溫時(shí)間對(duì)磷酸錳鋰電池材料性能的影響
        3.6.1 在不同終燒保溫時(shí)間燒結(jié)下制備的材料的 XRD 分析
        3.6.2 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的材料的 FE-SEM 的分析
        3.6.3 在不同終燒保溫時(shí)間燒結(jié)下制備的電池材料電化學(xué)性能
        3.6.4 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        3.6.5 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    3.7 不同LPAN包覆量含量對(duì)磷酸錳鋰性能的影響
        3.7.1 在不同LPAN包覆量含量下制備的材料的XRD分析
        3.7.2 在不同LPAN包覆量下制備的材料的FE-SEM的分析
        3.7.3 在不同LPAN包覆量含量下制備的電池材料電化學(xué)性能
        3.7.4 在不同LPAN包覆量下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        3.7.5 在不同LPAN包覆量下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    3.8 最優(yōu)條件下磷酸錳鋰正極材料的性能分析
        3.8.1 LPAN包覆量為15%的拉曼圖譜
        3.8.2 LPAN包覆量為15%的LiMnPO₄的物理表征
        3.8.3 LPAN 包覆量為 15%的 Li Mn PO4 電化學(xué)性能
    3.9 本章小結(jié)
第4章 以乙酸錳為錳源制備磷酸錳鋰
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法的基本設(shè)計(jì)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.2 合成原材料的熱重分析
    4.3 預(yù)燒溫度對(duì)磷酸錳鋰電池材料性能的影響
        4.3.1 在不同預(yù)燒溫度燒結(jié)下制備的材料的XRD分析
        4.3.2 在不同預(yù)燒溫度下制備的材料的FE-SEM的分析
        4.3.3 在不同預(yù)燒溫度燒結(jié)下制備的電池材料電化學(xué)性能
        4.3.4 在不同預(yù)燒溫度下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        4.3.5 在不同預(yù)燒溫度下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    4.4 預(yù)燒保溫時(shí)間對(duì)磷酸錳鋰電池材料性能的影響
        4.4.1 在不同預(yù)燒時(shí)間燒結(jié)下制備的材料的XRD分析
        4.4.2 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間下制備的材料的FE-SEM的分析
        4.4.3 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間下制備的電池材料電化學(xué)性能
        4.4.4 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        4.4.5 在不同預(yù)燒保溫時(shí)間下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    4.5 終燒溫度對(duì)磷酸錳鋰制備的影響
        4.5.1 在不同終燒溫度燒結(jié)下制備的材料的XRD分析
        4.5.2 在不同終燒溫度下制備的材料的FE-SEM的分析
        4.5.3 在不同終燒溫度下制備的電池材料電化學(xué)性能
        4.5.4 在不同終燒溫度下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        4.5.5 在不同終燒溫度下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    4.6 終燒保溫時(shí)間對(duì)磷酸錳鋰電池材料性能的影響
        4.6.1 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的材料的XRD分析
        4.6.2 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的材料的FE-SEM的分析
        4.6.3 在不同終燒保溫時(shí)間燒結(jié)下制備的電池材料電化學(xué)性能
        4.6.4 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        4.6.5 在不同終燒保溫時(shí)間下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    4.7 不同LPAN包覆量含量對(duì)磷酸錳鋰性能的影響
        4.7.1 在不同LPAN包覆量含量下制備的材料的XRD分析
        4.7.2 在不同LPAN包覆量下制備的材料的FE-SEM的分析
        4.7.3 在不同LPAN包覆量下制備的電池材料電化學(xué)性能
        4.7.4 在不同LPAN包覆量下制備的電池材料交流阻抗測(cè)試
        4.7.5 在不同LPAN包覆量下制備的電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    4.8 最優(yōu)條件下磷酸錳鋰正極材料的性能分析
        4.8.1 LPAN包覆量為13%的拉曼圖譜
        4.8.2 LPAN包覆量為13%的LiMnPO₄的物理表征
        4.8.3 LPAN包覆量為13%的LiMnPO₄電化學(xué)性能
    4.9 本章小結(jié)
第5章 助磨劑PVP對(duì)LiMnPO₄的性能影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法的基本設(shè)計(jì)
        5.2.1 不同原材料摻雜PVP制備的材料的XRD分析
        5.2.2 不同原材料摻雜PVP制備的材料的FE-SEM的分析
        5.2.3 不同原材料摻雜PVP制備的材料電化學(xué)性能
        5.2.4 不同原材料摻雜PVP制備的材料交流阻抗測(cè)試
        5.2.5 不同原材料摻雜PVP制備的材料電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    5.3 PVP加入量對(duì)LiMnPO₄制備的電池材料性能影響
        5.3.1 不同PVP加入量制備的材料的XRD分析
        5.3.2 不同PVP加入量制備的材料的FE-SEM的結(jié)果分析
        5.3.3 不同PVP加入量制備的材料電池材料電化學(xué)性能
        5.3.4 不同PVP加入量制備的材料電池材料交流阻抗測(cè)試
        5.3.5 不同PVP加入量制備的材料電池材料循環(huán)伏安測(cè)試
    5.4 最優(yōu)條件下磷酸錳鋰正極材料的性能分析
        5.4.1 LiMnPO₄的TEM表征
        5.4.2 LiMnPO₄電化學(xué)性能
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：4043371