LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 锂电池正极材料的制备和电化学性能研究
发布时间：2021-03-19 07:19
开发高品质正极材料的低成本制备技术是突破高比能量、高比功率和长寿命的锂离子动力电池发展的关键。正极材料的结构和电化学稳定性对锂离子电池的容量、充放电平台和循环性能有重要影响。本文以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料为研究对象,通过引入层次分析法（AHP）进行多目标分解,得出了倍率产品指标权重模型（克比容量:库伦效率:循环性能:15C/1C标倍率性能=0.0955:0.0955:0.2495:0.5595）。并通过正交试验设计,获得最优工艺参数为A1B1C3D1,即最优工艺组合为:前驱体粒径3μm、L/M配料比1.02、煅烧温度970oC和煅烧时间8h。正交试验结果表明,在优化工艺参数下制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉体的两对谱峰（006）/（012）和（018）/（110）XRD特征峰分裂明显,I（003）/I（104）比值...
【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】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1锂离子电池充放电过程模拟图
2层状岩盐结构、尖晶石结及橄榄石结构三种，如图1–2所示。而第一种 –NaFeO2层状岩盐结构的锂离子正极材料根据组分不同又有诸多扩展。各类锂电池材料SEM如图1–3所示。图1–2 锂电池材料的3种主要结构[5~7](a) 六方晶系层状结构；(b) 尖晶石结构；(c) 橄榄石结构钴酸锂(LiCoO2)是商业化最成功的一款锂离子电池正极材料。目前使用的是层状结构的 HT–LiCoO2，属六方晶系 R 3m 空间群。其中 Li 占据着层状岩盐结构的 3a 位，Co 着 3b 位，O 占据着 6c 位，Co 层和 Li 层交替排列在 O 层两侧。但钴酸锂的高温安全性不佳，限制了其在满足动力方面的应用；其次，由于钴价格昂贵，致使钴酸锂价格居高不下，难以满足动力电池的成本控制[8]。(a)(b) (c)
易于电解液反应，使得其热稳定性也较差。图1–3 各类锂电池粉体SEM微观形貌(a) 单晶形态LiCoO2；(b) 纳米级LiFePO4；(c) LiNiO2；(d) 球形LiMn2O4二次颗粒锰酸锂(LiMn2O4) ，尖晶石型锰酸锂属于 Fd3m 空间群，其理论比容量148mAh/g，实际比容量约120mAh/g。因其原料丰富、合成简单、倍率性能好、低温性能好等优点，作为下一代锂离子电池候选材料受到了广泛的关注。尤其在插电式混合动力汽车和电动汽车领域，但循环和贮存性能已成为制约其在锂(d)10μm(a)(c)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料的研究现状与发展趋势[J]. 汤雁,刘攀,徐友龙. 电子元件与材料. 2014(08)
[2]锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 邹邦坤,丁楚雄,陈春华. 中国科学:化学. 2014(07)
[3]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟. 电源技术. 2013(06)
[4]锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究进展[J]. 徐群杰,周罗增,刘明爽,潘红涛,邓先钦. 上海电力学院学报. 2012(02)
[5]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(02)
[6]锂离子电池正极材料的发展现状和研究进展[J]. 蒋兵. 湖南有色金属. 2011(01)
[7]基于层次分析法的产品设计质量权重分配[J]. 荆洪英,张利,闻邦椿. 东北大学学报(自然科学版). 2009(05)
[8]锂离子电池氧化物电极材料离子动力学研究进展[J]. 欧阳楚英,施思齐,陈立泉. 硅酸盐学报. 2007(S1)
[9]层次分析法在爆破方案优化中的应用研究[J]. 王常红,朱传云,舒大强,付少君. 爆破. 2000(02)
本文编号：3089197
【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】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1锂离子电池充放电过程模拟图
2层状岩盐结构、尖晶石结及橄榄石结构三种，如图1–2所示。而第一种 –NaFeO2层状岩盐结构的锂离子正极材料根据组分不同又有诸多扩展。各类锂电池材料SEM如图1–3所示。图1–2 锂电池材料的3种主要结构[5~7](a) 六方晶系层状结构；(b) 尖晶石结构；(c) 橄榄石结构钴酸锂(LiCoO2)是商业化最成功的一款锂离子电池正极材料。目前使用的是层状结构的 HT–LiCoO2，属六方晶系 R 3m 空间群。其中 Li 占据着层状岩盐结构的 3a 位，Co 着 3b 位，O 占据着 6c 位，Co 层和 Li 层交替排列在 O 层两侧。但钴酸锂的高温安全性不佳，限制了其在满足动力方面的应用；其次，由于钴价格昂贵，致使钴酸锂价格居高不下，难以满足动力电池的成本控制[8]。(a)(b) (c)
易于电解液反应，使得其热稳定性也较差。图1–3 各类锂电池粉体SEM微观形貌(a) 单晶形态LiCoO2；(b) 纳米级LiFePO4；(c) LiNiO2；(d) 球形LiMn2O4二次颗粒锰酸锂(LiMn2O4) ，尖晶石型锰酸锂属于 Fd3m 空间群，其理论比容量148mAh/g，实际比容量约120mAh/g。因其原料丰富、合成简单、倍率性能好、低温性能好等优点，作为下一代锂离子电池候选材料受到了广泛的关注。尤其在插电式混合动力汽车和电动汽车领域，但循环和贮存性能已成为制约其在锂(d)10μm(a)(c)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料的研究现状与发展趋势[J]. 汤雁,刘攀,徐友龙. 电子元件与材料. 2014(08)
[2]锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 邹邦坤,丁楚雄,陈春华. 中国科学:化学. 2014(07)
[3]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟. 电源技术. 2013(06)
[4]锂离子电池三元正极材料[Li-Ni-Co-Mn-O]的研究进展[J]. 徐群杰,周罗增,刘明爽,潘红涛,邓先钦. 上海电力学院学报. 2012(02)
[5]Synthesis and Electrochemical Properties of Mg-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for Li-ion Battery[J]. 傅春燕. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(02)
[6]锂离子电池正极材料的发展现状和研究进展[J]. 蒋兵. 湖南有色金属. 2011(01)
[7]基于层次分析法的产品设计质量权重分配[J]. 荆洪英,张利,闻邦椿. 东北大学学报(自然科学版). 2009(05)
[8]锂离子电池氧化物电极材料离子动力学研究进展[J]. 欧阳楚英,施思齐,陈立泉. 硅酸盐学报. 2007(S1)
[9]层次分析法在爆破方案优化中的应用研究[J]. 王常红,朱传云,舒大强,付少君. 爆破. 2000(02)
本文编号：3089197
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