LiNi0.8Co0.iMn0.1O2（NCM811）是最有前景的鋰離子電池正極材料之一,但較差的循環(huán)性能限制了其在高能量密度電池中的應用,因此,包覆改性NCM811已成為研究的熱點。傳統(tǒng)的包覆改性思路主要圍繞單金屬氧化物,但每種金屬氧化物性質(zhì)單一,改性效果存在一定的局限性。本論文首次詳細研究了單/雙金屬氧化物包覆改性NCM811的異同點,分別在NCM811表面包覆了 NiO、Co3O4、NiO/Co3O4和NiCo2O4。和單金屬氧化物包覆層相比,NiCo2O4包覆層顯示更好的改性效果,在100mA/g電流密度下首次庫侖效率（CE）可達82.9%,電化學充放電循環(huán)200次后容量保持率可達91.0%,放電比容量仍有174.3 mAh/g。雙金屬氧化物優(yōu)異的包覆改性效果主要由于:（1）NiCo2O4有較好的電子和離子電導率,導通電子的同時可以給鋰離子提供擴散通道;（2）NiCo2O4有較好的抗腐蝕能力,因副反應和SEI膜造成的阻抗更小;（3）NiCo2O4有較好的機械性能,可以容納循環(huán)過程中的體積膨脹,防止結(jié)構(gòu)劣化。理論計算從力學穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和電學性能三個方面進行了進一步的解釋,從... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷程
        1.2.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)和工作原理
    1.3 正極材料
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)正極材料
        1.3.2 尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料
        1.3.3 橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料
    1.4 三元正極材料
        1.4.1 三元正極的制備方法
        1.4.2 三元材料存在的問題
        1.4.3 三元材料的改性方法
    1.5 選題意義及研究內(nèi)容
2 實驗試劑、儀器及表征測試
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗設備
    2.3 物理表征
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.3 雙球差校正透射電鏡分析(ACTEM)
        2.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
    2.4 電化學測試
        2.4.1 恒流充放電測試
        2.4.2 交流阻抗測試(EIS)
        2.4.3 循環(huán)伏安測試(CV)
    2.5 理論計算
3 單金屬氧化物包覆改性NCM811的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗內(nèi)容
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 包覆物質(zhì)的XRD表征
        3.3.2 Ni-NCM和 Co-NCM的 XRD表征
        3.3.3 Ni-NCM和 Co-NCM的 SEM和 TEM表征
        3.3.4 Ni-NCM和 Co-NCM的 XPS表征
        3.3.5 Ni-NCM和 Co-NCM的電化學性能測試
    3.4 本章小結(jié)
4 雙金屬氧化物包覆改性NCM811的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗內(nèi)容
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 包覆物質(zhì)的XRD表征
        4.3.2 Ni&Co-NCM和 Ni/Co-NCM的 XRD表征
        4.3.3 Ni&Co-NCM和 Ni/Co-NCM的 SEM和 TEM表征
        4.3.4 Ni&Co-NCM和 Ni/Co-NCM的 XPS表征
        4.3.5 Ni&Co-NCM和 Ni/Co-NCM的電化學性能測試
    4.4 本章小結(jié)
5 理論計算
    5.1 引言
    5.2 性能對比
    5.3 理論計算
        5.3.1 彈性模量
        5.3.2 與F-結(jié)合能
        5.3.3 態(tài)密度
        5.3.4 擴散能壘
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]LiNbO3-coated LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode with high discharge capacity and rate performance for all-solid-state lithium battery[J]. Xuelei Li,Liubing Jin,Dawei Song,Hongzhou Zhang,Xixi Shi,Zhenyu Wang,Lianqi Zhang,Lingyun Zhu.  Journal of Energy Chemistry. 2020(01)
[2]高鎳系三元層狀氧化物正極材料容量衰減機理的研究進展[J]. 李想,葛武杰,王昊,瞿美臻.  無機材料學報. 2017(02)



本文編號：3197834