层状正极材料锂镍钴铝氧化物的制备与包覆改性研究
发布时间：2021-02-27 01:28
随着电动工具、电动汽车（EVs）和智能电网等新兴事物的涌现和发展,高能量密度、高功率密度和长循环寿命的锂离子电池的发展需求变得越来越迫切。正极材料是决定锂离子电池性能和成本的最关键因素,因而是电池材料体系的研究重点。富镍层状材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）具有较低的成本和优异的电化学性能,是一种优选的锂离子电池正极材料。然而NCA材料有一个显著的缺点,即在高温（≥50℃）循环过程中的容量衰减很严重,这制约着其在锂离子电池领域的大规模应用。NCA材料在脱锂时生成的Ni4+会与电解液之间发生副反应,并且该副反应随测试温度的提高而愈加剧烈,与此同时导致材料性能的严重衰减,甚至可能引起电池的安全隐患问题。为此,研究者们通常采用表面包覆以避免NCA材料和电解液之间的直接接触来解决这一问题。早期,研究者们大多选用氟化物、氧化物、磷酸盐等包覆物质,然而以上包覆物多为离子绝缘体或/和电子绝缘体,这会导致电池的极化增大并由此降低正极材料的容量和倍率性能。本文中,采用共沉淀...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
核壳材料的SEM及EDS测试[49]
图 1-2 (a)核壳梯度材料的示意图和(b)二次颗粒横截面的 EPMA 分析[51]ig. 1-2 (a) The Schematic diagram of Ni-rich material surrounded by concentration-gradient oulayer and (b) the EPMA analysis of its cross-section[51]2011 年，Yang-Kook Sun 又提出平均镍含量更高的 Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O核壳材料，该材料表现出更为优异的倍率性能。同年，作者又研究了镍、钴、素呈全浓度梯度变化的 LiNi0.75Co0.10Mn0.15O2材料，结合 SEM 和 EPMA 分析，从二次颗粒的中心到颗粒表面，镍和钴的元素含量逐渐降低，锰元素含量逐
生锂镍混排的富镍层状材料的结构示意图，不同原子对 X 射线的散Li、Ni、O 原子的散射因子分别为 1.77、19 和 5.131，(003)晶面为过此一部分 Ni2+与 Li+混排会降低(003)晶面对 X 射线的衍射，相应的 (003)峰的强度降低；理想结构的(104)晶面为元素按照 Li-O-M-O 的，同样的，Ni2+占据 Li+位会使(104)晶面对 X 射线衍射能力的增强，峰强度升高。因此 I(003)/I(104)的比值越高，说明锂镍混排程度越低，认为具有较低阳离子混排的富镍层状材料的I(003)/I(104)的峰强比应。此外，(006)/(102)峰和(108)/(110)峰的分峰程度越好，也说明材料的性越好[39]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]加压氧化法制备LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料[J]. 刘万民,胡国荣,彭忠东,杜柯,曹雁冰,刘强,黄金龙. 中国有色金属学报. 2013(01)
[2]锂离子电池爆炸机理研究[J]. 陈玉红,唐致远,卢星河,谭才渊. 化学进展. 2006(06)
本文编号：3053475
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
核壳材料的SEM及EDS测试[49]
图 1-2 (a)核壳梯度材料的示意图和(b)二次颗粒横截面的 EPMA 分析[51]ig. 1-2 (a) The Schematic diagram of Ni-rich material surrounded by concentration-gradient oulayer and (b) the EPMA analysis of its cross-section[51]2011 年，Yang-Kook Sun 又提出平均镍含量更高的 Li[Ni0.83Co0.07Mn0.10]O核壳材料，该材料表现出更为优异的倍率性能。同年，作者又研究了镍、钴、素呈全浓度梯度变化的 LiNi0.75Co0.10Mn0.15O2材料，结合 SEM 和 EPMA 分析，从二次颗粒的中心到颗粒表面，镍和钴的元素含量逐渐降低，锰元素含量逐
生锂镍混排的富镍层状材料的结构示意图，不同原子对 X 射线的散Li、Ni、O 原子的散射因子分别为 1.77、19 和 5.131，(003)晶面为过此一部分 Ni2+与 Li+混排会降低(003)晶面对 X 射线的衍射，相应的 (003)峰的强度降低；理想结构的(104)晶面为元素按照 Li-O-M-O 的，同样的，Ni2+占据 Li+位会使(104)晶面对 X 射线衍射能力的增强，峰强度升高。因此 I(003)/I(104)的比值越高，说明锂镍混排程度越低，认为具有较低阳离子混排的富镍层状材料的I(003)/I(104)的峰强比应。此外，(006)/(102)峰和(108)/(110)峰的分峰程度越好，也说明材料的性越好[39]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]加压氧化法制备LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料[J]. 刘万民,胡国荣,彭忠东,杜柯,曹雁冰,刘强,黄金龙. 中国有色金属学报. 2013(01)
[2]锂离子电池爆炸机理研究[J]. 陈玉红,唐致远,卢星河,谭才渊. 化学进展. 2006(06)
本文编号：3053475
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