Mn系锂电池正极材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2016-08-07 02:04

  本文关键词：Li-Ni-Co-Mn系锂电池正极材料的制备及其电化学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《浙江大学》 2014年

Li-Ni-Co-Mn系锂电池正极材料的制备及其电化学性能研究

倪颖  

【摘要】：锂离子电池已经广泛的应用于便携式电子设备,研究人员集中研究大容量的电池应用于电动汽车和混合动力汽车,风电和光伏等储能领域。Li-Ni-Co-Mn-0正极材料被认为是一种很有前途的正极材料。与钴酸锂正极材料相比,层状的Li-Ni-Co-Mn-0正极材料有很多优势,比如成本优势、高的放电容量和好的安全性能等。 本论文包括以下工作： (1)以LiOH+NH3· H20、 NaOH+NH3· H2O、(NH4)2C2O4+NH3· H20为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Ni、Co、Mn三元共沉淀前驱体,再用传统水热法后处理,合成了锂离子层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。充放电实验结果表明：以LiOH+NH3·H2O为沉淀剂,且Li/Ni1/3Co1/3Mn1/3O2=5:1,水热反应180℃,4天条件下所制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的电化学性能较好。在2.4-4.4V、0.1C倍率下,首次放电比容量达192.6mAh/g。在此基础上,采用共沉淀法制备了Li2MnO3与LiNi1/3Co1/33Mn1/3O2复合的锂离子电池正极材料。电化学测试结果表明,摩尔比为4：6,5：5,水热180℃,2天条件下,用Li2Mn03进行表面包覆后比未包覆材料的初期放电比容量略有降低,但是材料的循环性能有所提高。x=0.4的包覆材料,高温煅烧3h,5h的首次恒流(2.5-4.8V)放电比容量分别为210.4mAh/g和146.2mAh/g。20次循环后比容量分别为210. OmAh/g和129.2mAh/g。 x=0.5时,首次恒流放电比容量分别为189mAh/g和202.1mAh/g。20次循环后比容量分别为148.6mAh/g和147.7mAh/g; (2)采用草酸盐共沉淀法制备前驱体,传统高温固相烧结制备锂离子电池正极材料LiNi1/3/3Co1/3Mn1/302,经过Li7La3Zr2012进行表面修饰,显著提高材料循环性能的和倍率性能。通过X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)进行材料结构的表征并进行电化学性能测试。未经表面修饰的材料与经过Li7La3Zr2012表面修饰的材料在0.1C倍率下的首次放电容量相差不大。但经过Li7La3Zr2012表面修饰的材料的循环性能和倍率性能要比未经表面修饰的材料有明显提高； (3)以过渡金属乙酸盐和乙酸锂为原料,柠檬酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法结合微波高温煅烧法辅助制备了锂离子电池锰基富锂正极材料Li1.23Mn0.56Nio. i2Co0.0602,采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构,形貌及电化学性能进行了表征。结果表明：微波烧结5min得到的层状Li1.23Mn0.56Ni0.12Co0.06O2材料颗粒均匀细小,并具有良好的电化学性能,在25℃下,以17mA/g电流密度充放电,2.0-4.8V电压范围内首次放电比容量高达251.5mAh/g,循环20次后放电比容量为215mAh/g,容量保持率为85.5%。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM912
【目录】：

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1 ;Synthesis and electrochemical characteristics of xLi_2MnO_3·(1-x)Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2 compounds[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年04期

2 刘静静,仇卫华,李涛,赵海雷;Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2正极材料的电化学性能[J];电池;2005年05期

3 樊勇利;唐致远;王瑞忠;钱德祥;;锂离子电池正极材料Li-Ni-Co-Mn-O化合物研究[J];电源技术;2006年05期

4 李运姣,李洪桂,孙培梅,赵中伟,霍广生,孙召明;LiMn_2O_4的机械活化湿化学合成机理[J];功能材料;2004年02期

5 张海朗;田建坤;;新型层状Li-Ni-Mn-O锂离子电池正极材料的研究[J];功能材料;2007年03期

6 ;Modification of LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2 cathode material by CeO_2-coating[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年09期

7 韦旎妮,赖琼钰,高媛,陈元端,卢集政;层状LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的合成及电化学性能研究[J];无机化学学报;2005年07期

8 苏畅;陆国强;徐立环;张诚;马淳安;;纺锤体形LiFePO_4锂离子电池正极材料的制备与性能[J];物理化学学报;2011年03期

9 刘智敏;胡国荣;彭忠东;邓新荣;刘业翔;;Synthesis and characterization of layered Li(Ni_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3))O_2 cathode materials by spray-drying method[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2007年02期

10 肖劲;曾雷英;彭忠东;赵浩;胡国荣;;锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2的循环性能[J];中国有色金属学报;2006年08期

【共引文献】

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1 陈伟;张以河;;锂电池用PEO基固态聚合物电解质研究进展及应用[J];工程塑料应用;2010年06期

2 李卫;同格拉格;牟其勇;谢燕婷;;尖晶石锰酸锂颗粒的物理特性对电化学性能的影响[J];北京大学学报(自然科学版);2006年S1期

3 问立宁;用于锂离子电池热安全保护的正温度系数材料[J];北京理工大学学报;2004年07期

4 王洪玲;贺红梅;杜丽;张燕茹;马淑兰;杨晓晶;;不同Li/Mn摩尔比尖晶石型锰酸锂中锂离子的酸处理抽出[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年01期

5 赵书利;金岑;喻济兵;;锂离子蓄电池技术应用与发展[J];船电技术;2009年12期

6 乐毅诚;石磊;吴飞;;锂离子电池负极材料的研究进展[J];船电技术;2011年06期

7 欧方明;;锂离子电池安全性设计[J];船电技术;2011年11期

8 李昌明;张仁元;李伟善;;硅材料在锂离子电池中的应用研究进展[J];材料导报;2006年09期

9 黄原君;苏光耀;雷钢铁;高德淑;李朝晖;陈平;;多元复合正极材料LiNi_1/_3Co_1/_3Mn_1/3O_2的研究进展[J];材料导报;2006年S1期

10 吴海燕;王剑华;李斌;郭玉忠;;锂离子电池正极材料LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2的研究进展[J];材料导报;2007年S3期

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1 金朝庆;谢凯;洪晓斌;;Li-Nafion的分子模拟——论证Li-Nafion在锂离子电池中应用的可能性[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年

2 崔少华;杨晓民;;用于圆柱形锂离子电池的注液工装[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C];2007年

3 陆志刚;刘怡;雷金勇;陈满;陈磊;李达;;电池储能在电力系统应用和技术经济分析[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年

4 张万红;岳敏;王涛;;锂离子电池氧化锌包覆高电位正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

5 肖志平;王英;唐仁衡;肖方明;;锂离子电池新型负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究现状与进展[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年

6 梁亮;王玮;吴惠康;房晶瑞;鲍玉胜;;聚合物电解质的研究与进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（4）[C];2007年

7 任丽;张雪峰;王立新;张福强;;聚吡咯电导率对锂/聚吡咯二次电池性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（4）[C];2007年

8 陈月明;李浩;麻小挺;朱宝库;张诚;;锂离子电池用PVDF/硅油共混隔膜制备及性能[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

9 贾国凤;李法强;彭正军;杨雷雷;李世友;;锂二次电池电解质锂盐LiODFB的热分解研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第5分册）[C];2010年

10 周晓玲;黄瑞安;吴肇聪;杨斌;戴永年;;溶胶-凝胶法合成Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料及其电化学性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第6分册）[C];2010年

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1 罗丹;锂离子电池用凝胶聚合物电解质的设计、制备及表征[D];浙江大学;2010年

2 相佳媛;锂离子电池相变型负极材料铜、镍系化合物的设计制备及改性研究[D];浙江大学;2011年

3 丁元力;微纳结构LiMn_2O_4的可控合成及其电化学性能研究[D];浙江大学;2011年

4 汪达;嵌入型含锂金属氧化物锂离子电池负极材料的研究[D];中国科学技术大学;2011年

5 窦树梅;锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O体系的制备与改性研究[D];中国科学技术大学;2010年

6 李文成;电动汽车用C-LiFePO_4动力电池制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年

7 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年

8 李灵均;综合利用红土镍矿制备锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2和LiFePO_4的研究[D];中南大学;2011年

9 蒋庆来;浆料喷雾干燥法制备球形锰酸锂正极材料及其改性研究[D];中南大学;2011年

10 马立文;锂锰氧化物及其锂离子筛的制备、性能及应用[D];中南大学;2011年

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1 杨传浩;锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究[D];山东科技大学;2010年

2 秦明;锂离子电池正极材料磷酸锰锂合成方法的研究[D];山东科技大学;2010年

3 林俊;串联动力蓄电池均衡充电技术的研究[D];浙江理工大学;2010年

4 李艳;锌镍电池电极材料氧化锌纳米化与表面包覆及其电化学性能[D];浙江理工大学;2010年

5 李强;Fe对Sn_xCo_y/C负极材料的结构和电性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2009年

6 邱素芬;MgMn双元素掺杂改性LiFePO_4的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

7 徐乐;树脂炭包覆微晶石墨作锂离子电池负极材料研究[D];长沙理工大学;2010年

8 朱伟;熔盐法制备LiFePO_4锂离子电池正极材料的研究[D];长沙理工大学;2010年

9 李利民;含氮活性碳材料的制备及其电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年

10 胡时光;聚阴离子型正极材料LiFePO_4/C、Li_2FeSiO_4/C的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年

【二级参考文献】

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1 杨遇春,郑有国;锂离子电池材料新进展[J];电池;1998年04期

2 陈立泉;锂离子电池最新动态和进展——第九届国际锂电池会议简介[J];电池;1998年06期

3 吴川,吴锋,陈实,王国庆;锂离子电池正极材料研究进展[J];电池;2000年01期

4 万新华,余仲宝,王静,刘庆国;Li[Li_(1/9)Ni_(1/3)Mn_(5/9)]O_2的制备及性能研究[J];电池;2004年02期

5 张敬华,舒东,张永生,孟跃中;层状锂锰氧化物制备及性能改进[J];电池;2004年03期

6 刘业翔;能源转换与储能装置的若干关键电极材料(1)[J];电池;2005年03期

7 詹晖,周运鸿;锂离子电池正极材料的发展[J];电源技术;1999年S1期

8 马子川,谢亚勃,郑世钧;Mn(OH)_2空气氧化反应研究[J];河北师范大学学报;2000年03期

9 周恒辉,慈云祥,刘昌炎;锂离子电池电极材料研究进展[J];化学进展;1998年01期

10 钟辉,许惠;锂离子电池正极材料LiCo_(0.3)Ni_(0.7-x)Sr_xO_2 的合成及其电化学性能[J];中国有色金属学报;2004年02期

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1 肖吴;用硬质合金铣刀加工钛[J];工具技术;1983年08期

2 苏炎炘;CuNiSn合金作微动开关动片的应用[J];低压电器;1985年05期

3 制靶组;自支承薄碳膜的制备[J];原子能科学技术;1977年01期

4 张淑乔,王化民;无锡耐磨铜合金ZCuAL8的研制及其在锻压机床上的应用[J];机械工程材料;1986年05期

5 郭银康;蓄电池槽电热硫化压制模[J];模具工业;1986年04期

6 赵安婷;张朝平;;LiCr_xNi_(3x)Mn_(1.8)O_4的电化学性能[J];电源技术;2007年10期

7 钟声;;SF_6气体基本电化学性能及运行防护分析[J];装备制造;2010年04期

8 ;废变压器油常温再生[J];绝缘材料;1973年04期

9 N.M.Wallace ,缪世权;机械密封的应用[J];润滑与密封;1981年02期

10 周浪;;对旧沥青路面再生的研究[J];河北化工;2008年11期

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1 闫金英;;聚合物基复合材料的特性[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘十二省区市机械工程学会学术年会论文集（河南分册）[C];2005年

2 董华;;铸造与弯制技术结合在可摘局部义齿中的应用[A];FDI、CSA临床口腔进展学术会议论文汇编[C];1999年

3 吕学超;张永彬;鲜晓彬;李科学;唐凯;;铀表面Al,Al\Ti镀层的界面特性[A];中国工程物理研究院科技年报（2000）[C];2000年

4 吴彩杰;马东丽;;自制排龈线在烤瓷冠桥基牙制备中的应用[A];全国口腔科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2002年

5 汤道选;;半汤温泉的康复治疗作用[A];中华医学会第八次全国物理医学与康复学学术会议论文汇编[C];2006年

6 王艳丽;苏克和;王欣;刘艳;;金刚石晶体掺杂B、N、P、Al、Si的abinitio研究[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年

7 俞勇;刘柯钊;蒋春丽;伏晓国;;铀铌合金与氧气初期反应的XPS研究[A];中国工程物理研究院科技年报（1998）[C];1998年

8 翟学良;赵爱东;伊赞荃;;利用“假象”技术制备氧化镁晶须[A];2005年中国镁盐生产节能降耗、利用新能源高峰研讨会论文集[C];2005年

9 陆雯;王建华;邓建国;;PU／VER IPN阻尼支撑材料性能[A];中国工程物理研究院科技年报（1999）[C];1999年

10 胡福增;林永渭;林广新;吴叙勤;;复合材料界面性能的表征[A];第十届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1993年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 ;[N];期货日报;2007年

2 ;[N];中国国门时报;2005年

3 厚峻;[N];中国证券报;2007年

4 ;[N];中国包装报;2003年

5 霍立峰;[N];中国高新技术产业导报;2008年

6 林文;[N];消费日报;2003年

7 秦勤;[N];中国矿业报;2003年

8 小倩;[N];民族医药报;2000年

9 记者 蔡忠仁;[N];中国化工报;2006年

10 上海仟家信投资管理有限公司 金信;[N];中国黄金报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 吴晓彪;锂离子电池氟磷酸盐正极材料的合成，，结构和电化学性能研究[D];厦门大学;2014年

2 王晓波;冠、桥及全口钛基托的激光立体成形制备研究[D];第四军医大学;2005年

3 沙风焕;多壁碳纳米管动力学行为的研究[D];太原理工大学;2005年

4 李友生;硬质合金刀具与Ti-6Al-4V钛合金的化学性能匹配研究[D];山东大学;2010年

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1 倪颖;Li-Ni-Co-Mn系锂电池正极材料的制备及其电化学性能研究[D];浙江大学;2014年

2 王培政;阻燃粘胶纤维性能研究[D];青岛大学;2005年

3 唐义勇;国产与孟加拉黄麻微观结构和化学性能初探[D];东华大学;2009年

4 赵小艳;Sn-Ag-Cu和Sn-Zn系无铅焊锡的合金化与性能研究[D];西安理工大学;2007年

5 童欣;快速凝固Ni-Sn合金的组织与性能[D];西安理工大学;2008年

6 杜宁;大豆蛋白质改性纤维及其制品的性能研究分析[D];青岛大学;2002年

7 徐伟;天然竹纤维的提取及其结构和化学性能的研究[D];苏州大学;2006年

8 张娟;管道用防腐玻璃钢涂层的制备与应用研究[D];西安科技大学;2008年

9 于宁;面向工业设计的新材料与新工艺的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

10 任朝辉;多氯联苯的测定方法研究及应用[D];四川大学;2004年

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