富锂锰基正极材料中氧流失的改善及其电荷补偿机制研究
发布时间：2021-04-07 18:22
设计高能量密度、高功率、长寿命的锂离子电池仍是当前的研发热点。富锂锰基氧化物正极因其高比容量的优势被认为是最有潜力的新一代锂离子电池正极的候选材料,但其仍存在首次不可逆容量损失大、慢速动力学、电压迟滞以及严重的电压衰降等缺陷,导致能量效率、功率密度以及循环性能的恶化,限制了其实际应用。针对以上问题,本论文设计并优化Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2材料结构,通过双离子掺杂限制循环过程中晶格氧的迁移,同时促进了 Li+扩散动力学;进一步通过调控富锂锰基氧化物正极中的氧空位,增强氧阴离子参与反应的可逆性,改善了电极的循环稳定性,并探究了氧阴离子电荷补偿机制。最后通过引入高催化活性的Pt纳米粒子,提高电极材料的导电性,增强了循环过程中氧阴离子氧化还原反应活性。（1）设计并制备出了具有稳定结构的铈锡共掺杂的富锂正极材料。通过铈和锡元素的协同作用,有效稳定晶体结构,降低锂活化能并减少氧化还原反应过程中的极化。同时铈和锡元素在共锂化过程中扩散到体相中,增加了晶面间距,促进Li+迁移,显着提高Li+的扩散速率。（2）为了降低电极的首次可逆容量损失,利用温和的溶剂热法代替传统的湿化学沉...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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本文编号：3123961
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１锂离子电池工作原理示意图（ＬｉＣｏ０２／电解质／石墨）??充电时，锂离子从正极ＬｉＣ〇０２的八面体位置中脱出，穿过电解液、隔膜??后到达负极，嵌入到碳层的晶格中，同时释放电子，Ｃｏ３＋被氧化成Ｃｏ４＋，外??
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