高倍率富锂锰Li 1.2 Ni 0.25 Mn 0.55-x Co x O 2 制备与改性研究

发布时间：2021-03-24 02:08

　　随着锂离子电池的迅猛发展,锂离子电池的应用越来越深入到人们的日常生活,富锂锰正极材料具有资源丰富、高比容量、成本低等优点,在未来的锂离子电池领域具有很大的应用潜力。锂离子电池在电动汽车的应用不断扩大,开发具有高倍率充放电性能的正极材料迫在眉睫。本论文以Li_1.2Ni_0.25Mn_0.55O₂正极材料为基础材料,通过改善制备工艺,添加Co元素,掺杂Sr,以及合成前驱体时添加导电剂来提高高倍率性能,利用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）,差热-热重分析（TG-DTA）,比表面及孔径（BET）,电化学测试等对结构,形貌,性能进行测试。共沉淀法制备的Li_1.2Ni_0.25Mn_0.55O₂材料均有良好的层状结构。950 ^oC保温14 h的最佳烧结工艺,小粒径材料1 C比容量为208.4 mAh/g,100次循环后为189.3mAh/g,保持率达91.0%;3 C倍率起始比容量为162.9 mAh/... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

LiMO2与Li2MnO3晶体结构示意图

可能是锂挥发或是氧化物脱氧，随后材料的质量几乎不变，材料成形。图3.2 TG-DTA图3.3 烧结温度对 Li1.2Ni0.25Mn0.55O2性能影响3.3.1 烧结温度对 Li1.2Ni0.25Mn0.55O2的影响烧结温度的高低是影响材料性能至关重要的因素，温度不足，材料烧结不充分，材料难于成型，性能难于发挥；温度过高，材料过烧，容易板结，部分颗粒出现异常长大，性能不佳。根据 TG-DTA 分析，在制定烧结工艺时分为两个阶段，第一阶段为 550oC 保温 6 h，主要是材料中的水分和锂源中结构水的去除；第二阶段是高温烧结，镍锰氧化物和氢氧化锂间的结晶，形成层状材料。在高温烧结时设置了 890oC、910oC、930oC、950oC、970oC 五个温度，空气气氛，保温 12 h。经过高温烧结的材料 XRD 图谱如图 3.3(a)，(b)为 Li2MnO3特征峰谱，5 个不同烧结温度下的衍射峰位置基本一致，与 LiNiO2峰谱类似

19图 3.4 不同烧结温度合成的 L1.2Ni0.25Mn0.55O2SEM(a) (b) 890oC； (c) (d) 910oC； (e) (f)930oC； (g)( h)950oC； (i) (j)970oC3.3.3 烧结温度对 Li1.2Ni0.25Mn0.55O2电化学性能的影响以 0.2 mV/s 的扫描速度做循环伏安测试，结果如图 3.5，5 个图分别是 5 个不同烧结温度保温 12 h 的循环伏安图，第一次出现两个氧化峰，3.9 V 附近的氧化峰表示镍氧化反应过；在 4.7 V 左右的氧化峰更尖锐，强度更高，对应着 Li2MnO3的活


本文编号：3096850