学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

锂离子电池富锂三元复合正极材料的研究

作　者: 孙言虹
导　师: 邓超
学　校: 哈尔滨师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 锂离子电池 富锂正极材料 共沉淀法 沉淀剂
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


目前LiCoO2虽然作为锂电池的正极材料在市场上仍有很高的商业价值，可由于钴元素有毒及其资源有限，因此锂电池市场中应急需研发一种应用性能更好的新型锂电池的正极材料。富锂层状化合物xLi2MnO3-（1-x-y）LiMn1/2Ni1/2O2-yLiCoO2和xLi2MnO3-（1-x）LiMn1/3Ni1/3Co（1/3）O2用于锂电池的正极材料不仅具有价格低廉、污染小和热稳定性优良，而且包含比容量较高等突出特性，因此其被广泛地认可为是非常具有发展前景的锂电池正极材料之一。本论文以xLi2MnO3-（1-x-y）LiMn1/2Ni1/2O2-yLiCoO2和xLi2MnO3-（1-x）LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2作为研究目标，优化合成条件、优化过度金属比例，来提高锂离子电池富锂正极材料的电化学性能首先合成方法采用碳酸盐共沉淀法。使用碳酸盐共沉淀法制备锂离子电池的富锂正极材料0.31Li2MnO3-0.63LiMn1/2Ni1/2O2-0.06LiCoO2时采用的沉淀剂是Na2CO3。沉淀剂影响着合成的样品的形貌、结构和电化学性能等。使用Na2CO3作为沉淀剂制备出的样品的形貌不规则，粒子粒径不均匀，但使用了在沉淀剂中加入一定浓度的氨水所制备出的样品0.31Li2MnO3-0.63LiMn1/2Ni1/2O2-0.06LiCoO2无论是粒子粒径，还是粒子形貌都表现出较好的均一性与较好的规则性。在所合成的所有样品中，以Na2CO3和优化后氨水的浓度作为沉淀剂所制得产物显示出了较好的层状六边形结构，测试结果也显示了其最优的放电比容量和很好的循环性能。因此在碳酸盐共沉淀法反应中，沉淀剂中加入不同的浓度的氨水对所合成的产物0.31Li2MnO3-0.63LiMn1/2Ni1/2O2-0.06LiCoO2的电化学性能有着一定的影响。通过碳酸钠共沉淀法制的xLi2MnO3-（1-x-y）LiMn91/2)Ni1/2O2-yLiCoO2富锂材料和xLi2MnO3-（1-x）LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2这种富锂材料。值得关注的是合成的条件的不同，例如掺杂不同比例的Ni,Mn，Co等过渡金属元素对富锂正极材料xLi2MnO3-（1-x-y）LiMn1/2Ni1/2O2-yLiCoO2、xLi2MnO3-（1-x）LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2物理特性和电化学性能有着一定的影响。xLi2MnO3-（1-x-y）LiMn1/2Ni1/2O2-yLiCoO2的结构、形貌和电化学性能是通过X射线粉末晶体衍射（XRD），扫描电子显微镜分析（SEM），透射电子显微镜分析（TEM）和充放电循环曲线分析结果来进行讨论。由于高功率和高能量的锂离子电池的广泛需求，还应以不断研究具有能量密度高的大型锂离子电池为目的，层状材料yLi2MnO3-（1-y）LiMn0.5-xNi0.5-xCo2xO2的研究得到广泛的关注。碳包覆是一个有效进行表面修饰的方法，它广泛的被用于提高锂离子电池电极材料的电化学性能，本论文通过碳包覆富锰锂电池材料所合成的0.5Li2MnO3-0.5LiMn1/4Ni1/4Co1/2O2/C复合材料。并通过XRD、SEM、TEM和电化学测试对电极材料进行表征，结果说明碳包覆在不改变富锂正极材料0.5Li2MnO3-0.5LiMn1/4Ni1/4Co1/2O2的晶体结构前提下，可以使其电化学性能大大提高。

全文目录


摘要  10-12
Abstract  12-14
第1章 绪论  14-26
  1.1 锂离子电池的发展  14-15
  1.2 锂离子电池的组成及工作原理  15-18
    1.2.1 锂离子电池的组成  15-16
    1.2.2 锂离子电池的工作原理  16-18
  1.3 锂离子电池正极材料的基本要求  18-19
  1.4 国内外锂电池正极材料的研究现状  19-25
    1.4.1 LiCoO_2  19-21
    1.4.2 LiMn_2O_4  21-22
    1.4.3 富锂材料  22-25
  1.5 本论文的研究内容与目的  25-26
第2章 实验部分  26-30
  2.1 实验的主要试剂和仪器  26-27
    2.1.1 主要试剂  26-27
    2.1.2 主要仪器  27
  2.2 材料的物性表征  27-28
    2.2.1 X 射线粉末衍射（XRD）  27-28
    2.2.2 扫描电子显微镜分析（SEM）  28
    2.2.3 透射电子显微镜分析（TEM）  28
  2.3 实验电池的制备与材料的电化学性能测试  28-30
    2.3.1 2032 扣式电池的组装  28-29
    2.3.2 充放电循环性能测试  29-30
第3章 富锂正极材料合成条件的优化  30-37
  引言  30
  3.1 前躯体的合成  30
  3.2 富锂正极材料的合成  30-31
  3.3 结果与讨论  31-36
    3.3.1 0.31Li_2MnO_3-0.63LiNi_(1/2)Mn_(1/2)O_2-0.06LiCoO_2的 XRD 谱图  31-33
    3.3.2 氨水的浓度对富锂材料形貌的影响  33-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 xLi_2MnO_3-(1-x-y)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2-yLiCoO_2合成与表征  37-50
  引言  37
  4.1 前躯体的制备  37-38
  4.2 富锂正极材料的合成  38
  4.3 结果与讨论  38-48
    4.3.1 xLi_2MnO_3-(1-x)LiNi_(1/2)Mn_(1/2)O_2材料的表征  38-41
    4.3.2 xLi_2MnO_3-(0.94-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2-0.06LiCoO_2材料的表征  41-44
    4.3.3 0.5Li_2MnO_3-(0.5-x)LiMn_(1/2)Ni_(1/2)O_2-xLiCoO_2材料的表征  44-48
  4.4 本章小结  48-50
第5章 xLi2MnO3-(1-x)LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2合成与表征  50-56
  引言  50
  5.1 前躯体的制备  50-51
  5.2 富锂正极材料的合成  51
  5.3 结果与讨论  51-54
    5.3.1 xLi_2MnO_3-(1-x)LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2材料的表征  51-54
  5.4 本章小结  54-56
第6章 0.5Li_2MnO_3-0.5LiMn_(1/4)Ni_(1/4)Co_(1/2)O)2正极材料改性研究  56-61
  引言  56
  6.1 实验  56-57
    6.1.1 样品制备  56
    6.1.2 碳包覆样品制备  56-57
  6.2 结果与讨论  57-59
    6.2.1 样品的表征  57-59
  6.3 本章小结  59-61
结论  61-63
参考文献  63-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-70
致谢  70

相似论文

  1. 锂离子电池用多元Sn合金基碳复合材料的研究,TM912.9
  2. 锂离子电池硅碳负极材料的制备与性能研究,TM912.9
  3. Fe，V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  4. 碳酸根柱撑水滑石的制备及结构重构性能研究,TQ424.2
  5. 用于回收废旧锂离子电池中贵金属钴的螯合剂的合成及其性能研究,X76
  6. 锂离子电池电极材料黑磷与LiMn2O4的第一性原理研究,TM912
  7. BaCe1-x-yZrxSmyO3-α的合成、导电性及应用,TQ174.1
  8. 靶向超顺磁性四氧化三铁纳米粒的制备及在磁共振成像中的应用,TB383.1
  9. LiFePO4锂离子电池低温性能研究,TM912
  10. Co源对SnCo/C负极材料结构和电性能的影响,TM912
  11. 氟代碳酸乙烯酯对锂离子电池低温性能的影响及其机理的研究,TM912
  12. 非接触式锂离子电池充电电路的设计与实现,TM912
  13. 孔状纳米级锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备与研究,TM912
  14. SnO_2/Sn/C复合锂离子电池负极材料的制备及其结构与性能研究,TM912
  15. 锡基合金及其复合材料作为锂离子电池负极材料的研究,TM912
  16. 低温锂离子电池石墨负极改性研究,TM912.9
  17. 锂电池保护集成电路的研究与设计,TM912
  18. 掺铝纳米氧化锌透明隔热涂层的研制,TB383.1
  19. 锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的合成与改性,TM912
  20. 酚醛树脂热解炭包覆石墨化针状焦用于锂离子电池负极材料的研究,TM912
  21. 水热法制备锂离子电池正极材料LiNi0.9Co0.1O2和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,TM912

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 蓄电池
© 2012 www.xueweilunwen.com