动力电池正极材料的制备与研究

发布时间：2017-04-06 01:16

  本文关键词：动力电池正极材料的制备与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的不断发展进步,能源和环境问题成为当前人们面临的日益严重的问题。动力电池凭借其循环性能好、寿命长、无毒和对环境友好等优点受到重视,被认为是未来的绿色能源之一。因此,降低动力电池正极材料的成本,改善其电化学性能成为了研究的重点。本文通过研究动力电池正极材料的制备工艺,为降低其商业化生产成本、改善其电化学性能提供理论依据。具体研究内容如下:(1)采用高温固相法制备了尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)。系统研究了煅烧温度、煅烧时间、球磨时间对实验结果的影响。结果表明,合理的提高煅烧温度、增加球磨时间、延长煅烧时间,有助于LiMn2O4纯度提高。从节约能源、降低成本方面考虑,选择水高温固相法合成LiMn2O4的最佳工艺为:球磨2h、800℃条件下反应10h。(2)采用高温固相法制备了橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO4)。系统研究了煅烧温度、煅烧时间、球磨时间对实验结果的影响。研究结果表明,合理的提高煅烧温度、增加球磨时间、延长煅烧时间,有助于制得LiFePO4。从节约能源、降低成本方面考虑,选择高温固相法合成LiFe PO4的最佳工艺为:球磨7h、750℃条件下反应7h。(3)采用水热合成法制备了橄榄石结构磷酸铁锂(LiFe PO4)。研究了Li/Fe摩尔比、水热温度、水热时间对实验结果的影响。考虑到实验数据、能源和成本等方面,Li/Fe摩尔比为3.05:1、在175℃下水热7h是水热法制备的最佳工艺。(4)采用机械合金化法制备了橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO4)。研究了球磨时间、煅烧温度、反应时间对实验结果的影响。结果表明,球磨15h、在600℃下煅烧30min是机械合金化法制备的最佳工艺。
【关键词】：动力电池 制备工艺 LiMn_2O_4 LiFePO_4
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 引言10
• 1.2 锂电池简介10-13
• 1.2.1 锂电池的研究与发展10-12
• 1.2.2 锂离子电池的结构及电化学原理12-13
• 1.3 锂离子电池正极材料13-18
• 1.3.1 钴系(LiCo O_4_2)正极材料14-15
• 1.3.2 镍系(LiNiO_4_2)正极材料15-16
• 1.3.3 层状锰系(LiMnO_4_2)正极材料16-17
• 1.3.4 Li[CoxNiyMn(1-x-y)]O_4_2(0≤x,y≤1,x+y≤1)正极材料17-18
• 1.3.5 聚阴离子型化合物正极材料18
• 1.4 尖晶石锰酸锂(LiMn2O_4)正极材料18-21
• 1.4.1 LiMn2O_4的结构特点18-19
• 1.4.2 LiMn2O_4的改性研究19-21
• 1.5 橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO_4)正极材料21-23
• 1.5.1 LiFe PO_4的结构特点21-22
• 1.5.2 LiFe PO_4的改性研究22-23
• 1.6 本课题研究的内容、目的及意义23-25
• 1.6.1 本课题选题目的及意义23-24
• 1.6.2 本课题的研究内容24-25
• 第二章 动力电池正极材料的制备方法25-31
• 2.1 引言25
• 2.2 LiMn2O_4的制备方法25-27
• 2.2.1 高温固相法25-26
• 2.2.2 水热合成法26-27
• 2.2.3 其他制备方法27
• 2.3 LiFe PO_4的制备方法27-31
• 2.3.1 高温固相法28-29
• 2.3.2 水热合成法29
• 2.3.3 其他合成方法29-31
• 第三章 尖晶石锰酸锂(LiMn2O_4)的制备研究31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 高温固相法合成LiMn2O_431-33
• 3.2.1 实验原料31-32
• 3.2.2 实验仪器32
• 3.2.3 合成LiMn2O_4的实验32-33
• 3.3 实验结果与分析33-37
• 3.3.1 不同煅烧温度下合成LiMn2O_4的研究33-34
• 3.3.2 不同煅烧时间下合成LiMn2O_4的研究34-35
• 3.3.3 不同球磨时间合成LiMn2O_4的研究35-36
• 3.3.4 SEM表征36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 橄榄石结构磷酸铁锂(LiFe PO_4)的制备研究39-64
• 4.1 引言39
• 4.2 高温固相法39-47
• 4.2.1 实验原料39-40
• 4.2.2 实验仪器40
• 4.2.3 样品的合成40-41
• 4.2.4 结果与分析41-44
• 4.2.5 SEM表征44-45
• 4.2.6 小结45-47
• 4.3 水热合成法47-55
• 4.3.1 实验药品47
• 4.3.2 实验仪器47-48
• 4.3.3 样品的合成48
• 4.3.4 结果与分析48-52
• 4.3.5 SEM表征52-53
• 4.3.6 小结53-55
• 4.4 机械合金化法55-62
• 4.4.1 实验原料55
• 4.4.2 实验仪器55-56
• 4.4.3 样品的合成56-57
• 4.4.4 结果与分析57-60
• 4.4.5 SEM表征60-61
• 4.4.6 小结61-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第五章 结论64-65
• 参考文献65-72
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果72-73
• 致谢73-74

【参考文献】

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本文编号：288027