富锂锰基正极材料Li 1.2 Mn 0.54 Ni 0.13 CO 0.13 O 2 的制备及改性研究
发布时间：2021-03-28 14:47
富锂锰基正极材料由于较高的比容量和能量密度以及原材料料丰富等特点,被认为是最有希望应用到实际生活中的锂离子电池正极材料之一。但由于富锂锰基正极材料相对较低的离子导电率和较差的结构稳定性,致使这类正极材料在循环过程中,其放电比容量和平均放电电压逐渐衰减,严重制约了在锂离子电池中的实际应用。本论文首先从合成条件入手制备出最佳的前驱体材料,然后通过掺杂和包覆对电化学循环中结构相变的问题加以研究,从而对富锂锰基正极材料的电化学性能有所改善,为推动其实现商业化发展提供必要的理论依据和技术途径。主要研究内容如下:（1）干燥过程中的温度高低是影响溶胶-凝胶反应过程的决定性因素。干燥温度较低时合成的前驱体颗粒细小,形态不规则;干燥温度过高时,合成的前驱体颗粒也较小,且分布不均匀,团聚现象严重。只有在适当的温度下合成的前体才具有较好的形貌和均匀的分布。针对此类问题,采用溶胶-凝胶法制备了干燥温度为120°C、140°C和160°C的富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池的工作原理
富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的制备及改性研究6（a）三方晶系LiMO2的晶胞结构（b）沿ab平面过渡金属原子排列图1.3三方晶系LiMO2的（R-3-m）晶体结构示意图图1.4更明显的反应了两种材料的层状结构特点[39-41]。从图中可以看出，Li2MnO3结构中1/4的Li离子和+4价Mn离子共同占据八面体位构成MO6层，将这一层一层也称作是Li1/3Mn2/3层，其余3/4的Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层；LiMO2结构中过渡金属离子占据八面体位构成MO6层，Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层。图1.4Li2MnO3和LiMO2的层状结构示意图1.3.2富锂锰基材料的电化学特征富锂锰基正极材料的电化学特征与其他正极材料相比，最大的差异在于首次充放电的不同。图1.5表示了典型的富锂锰基正极材料的充放电曲线。富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2在首次充电过程中会引起结构的变化，反映在首
富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的制备及改性研究6（a）三方晶系LiMO2的晶胞结构（b）沿ab平面过渡金属原子排列图1.3三方晶系LiMO2的（R-3-m）晶体结构示意图图1.4更明显的反应了两种材料的层状结构特点[39-41]。从图中可以看出，Li2MnO3结构中1/4的Li离子和+4价Mn离子共同占据八面体位构成MO6层，将这一层一层也称作是Li1/3Mn2/3层，其余3/4的Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层；LiMO2结构中过渡金属离子占据八面体位构成MO6层，Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层。图1.4Li2MnO3和LiMO2的层状结构示意图1.3.2富锂锰基材料的电化学特征富锂锰基正极材料的电化学特征与其他正极材料相比，最大的差异在于首次充放电的不同。图1.5表示了典型的富锂锰基正极材料的充放电曲线。富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2在首次充电过程中会引起结构的变化，反映在首
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料现状研究[J]. 王欢,乔庆东,李琪. 电源技术. 2019(11)
[2]高比能量锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 熊凡,张卫新,杨则恒,陈飞,王同振,陈章贤. 储能科学与技术. 2018(04)
[3]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定. 航空学报. 2014(10)
[4]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)
博士论文
[1]锂离子电池富锂锰基正极材料的制备及改性研究[D]. 王敏君.哈尔滨工业大学 2019
[2]高容量富锂正极材料晶格氧电荷补偿机制的中子全散射研究[D]. 赵恩岳.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[3]提高富锂层状正极材料结构与性能稳定性[D]. 刘帅.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[4]锂离子电池高倍率富锂锰基氧化物正极材料的制备与性能研究[D]. 罗冬.上海交通大学 2018
[5]高性能锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性研究[D]. 高媛.重庆大学 2017
[6]锂离子电池富锂三元正极材料Li1+x（NiCoMn）yO2的合成与性能研究[D]. 高鹏.哈尔滨工业大学 2016
[7]锂离子电池富锂三元正极材料的研究[D]. 杜江勇.天津大学 2015
硕士论文
[1]富锂锰基层状正极材料元素掺杂改性研究[D]. 张世龙.长安大学 2019
[2]不同电解液体系对LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2电极电化学性能的影响[D]. 王宁.中国矿业大学 2019
本文编号：3105743
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池的工作原理
富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的制备及改性研究6（a）三方晶系LiMO2的晶胞结构（b）沿ab平面过渡金属原子排列图1.3三方晶系LiMO2的（R-3-m）晶体结构示意图图1.4更明显的反应了两种材料的层状结构特点[39-41]。从图中可以看出，Li2MnO3结构中1/4的Li离子和+4价Mn离子共同占据八面体位构成MO6层，将这一层一层也称作是Li1/3Mn2/3层，其余3/4的Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层；LiMO2结构中过渡金属离子占据八面体位构成MO6层，Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层。图1.4Li2MnO3和LiMO2的层状结构示意图1.3.2富锂锰基材料的电化学特征富锂锰基正极材料的电化学特征与其他正极材料相比，最大的差异在于首次充放电的不同。图1.5表示了典型的富锂锰基正极材料的充放电曲线。富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2在首次充电过程中会引起结构的变化，反映在首
富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的制备及改性研究6（a）三方晶系LiMO2的晶胞结构（b）沿ab平面过渡金属原子排列图1.3三方晶系LiMO2的（R-3-m）晶体结构示意图图1.4更明显的反应了两种材料的层状结构特点[39-41]。从图中可以看出，Li2MnO3结构中1/4的Li离子和+4价Mn离子共同占据八面体位构成MO6层，将这一层一层也称作是Li1/3Mn2/3层，其余3/4的Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层；LiMO2结构中过渡金属离子占据八面体位构成MO6层，Li离子占据两层MO6层中间的八面体位构成Li离子层。图1.4Li2MnO3和LiMO2的层状结构示意图1.3.2富锂锰基材料的电化学特征富锂锰基正极材料的电化学特征与其他正极材料相比，最大的差异在于首次充放电的不同。图1.5表示了典型的富锂锰基正极材料的充放电曲线。富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2在首次充电过程中会引起结构的变化，反映在首
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料现状研究[J]. 王欢,乔庆东,李琪. 电源技术. 2019(11)
[2]高比能量锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 熊凡,张卫新,杨则恒,陈飞,王同振,陈章贤. 储能科学与技术. 2018(04)
[3]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定. 航空学报. 2014(10)
[4]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)
博士论文
[1]锂离子电池富锂锰基正极材料的制备及改性研究[D]. 王敏君.哈尔滨工业大学 2019
[2]高容量富锂正极材料晶格氧电荷补偿机制的中子全散射研究[D]. 赵恩岳.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[3]提高富锂层状正极材料结构与性能稳定性[D]. 刘帅.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2019
[4]锂离子电池高倍率富锂锰基氧化物正极材料的制备与性能研究[D]. 罗冬.上海交通大学 2018
[5]高性能锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性研究[D]. 高媛.重庆大学 2017
[6]锂离子电池富锂三元正极材料Li1+x（NiCoMn）yO2的合成与性能研究[D]. 高鹏.哈尔滨工业大学 2016
[7]锂离子电池富锂三元正极材料的研究[D]. 杜江勇.天津大学 2015
硕士论文
[1]富锂锰基层状正极材料元素掺杂改性研究[D]. 张世龙.长安大学 2019
[2]不同电解液体系对LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2电极电化学性能的影响[D]. 王宁.中国矿业大学 2019
本文编号：3105743
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