锂离子电池正极锰酸锂的制备

发布时间：2021-05-18 06:06

　　锂离子电池因其具有优异的性能所以得到越来越多的关注,其中正负极材料决定了其电化学性能。商用锂离子电池正负极质量比一般为3:1左右,因此,正极材料是决定锂离子电池电化学性能的一个非常重要的因素。其中,锰酸锂因其具有良好的倍率性能和稳定性、价格低廉、无毒环保等优点,成为了一种非常具有研究价值的锂离子电池正极材料。本文分别采用静电纺丝和模板法,制备了几种不同的锰酸锂正极材料,并通过SEM和XRD等对材料的形貌和结构进行了比较;使用了电化学测试系统测试了这几种不同锰酸锂正极材料的循环性能、倍率性能、和阻抗性能。以分析几种不同合成方法对锰酸锂正极材料性能的影响。研究证明了静电纺丝法可以有效的提高锰酸锂的结晶性。而锰酸锂正极材料结晶性的提高代表着材料会表现出更加优异的电化学性能。实验得出,通过静电纺丝法制备的锰酸锂在1C电流密度下首次放电容量在110mAh g^-1,并且在长循环周期900圈后容量保持率为80%。在小电流密度0.5C下,同样的长循环周期400圈后容量保持率为82%。而在大电流5C的电流密度下,材料表现出100mAh g^-1的首次放电容量,而... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的发展过程
        1.2.2 锂离子电池的组成及工作原理
    1.3 锂离子电池负极材料
    1.4 锂离子电池隔膜与电解质材料
    1.5 锂离子电池正极材料
        1.5.1 钴酸锂
        1.5.2 磷酸铁锂
        1.5.3 三元材料
        1.5.4 锰酸锂
    1.6 尖晶石型LiMn_2O_4 正极材料的研究进展
        1.6.1 尖晶石型LiMn_2O_4 合成方法
    1.7 本论文的主要研究方法
第二章 原料与研究方法
    2.1 实验原料及仪器
    2.2 结构与形貌表征
        2.2.1 X射线衍射
        2.2.2 X射线光电子能谱
        2.2.3 TG热失重分析
        2.2.4 扫描电子显微镜及能量散射谱
        2.2.5 透射电子显微镜
        2.2.6 静电纺丝技术
    2.3 电化学测试
        2.3.1 电极片准备
        2.3.2 电池组装
        2.3.3 恒流充放电测试
        2.3.4 循环伏安测试
        2.3.5 交流阻抗谱测试
第三章 静电纺丝法对锰酸锂结晶性的影响
    3.1 引言
    3.2 不同前驱体锰酸锂的制备
        3.2.1 前驱体溶液的配制
        3.2.2 静电纺丝制备前驱体纤维膜
        3.2.3 锰酸锂的烧结
        3.2.4 物相结构分析
        3.2.5 微观形貌分析
        3.2.6 电化学阻抗谱测试
        3.2.7 倍率性能测试
        3.2.8 循环性能测试
    3.3 PVP含量对锰酸锂的影响
        3.3.1 微观形貌
        3.3.2 倍率性能测试
    3.4 热处理温度对PVP基锰酸锂的影响
        3.4.1 微观形貌
        3.4.2 倍率性能测试
    3.5 静电纺丝对锰酸锂性能的影响
        3.5.1 物相结构分析
        3.5.2 微观形貌分析
        3.5.3 循环性能分析
        3.5.4 循环伏安、充放电曲线分析
        3.5.5 本章小结
第四章 球状尖晶石锰酸锂的制备及掺杂改性
    4.1 引言
    4.2 模板法制备球状尖晶石锰酸锂
        4.2.1 球状尖晶石锰酸锂的合成
        4.2.2 微观形貌表征
    4.3 球状尖晶石锰酸锂半径对电化学性能的影响
        4.3.1 微观形貌表征
        4.3.2 电化学性能测试
    4.4 钇掺杂对于球状尖晶石锰酸锂性能的影响
        4.4.1 结构表征
        4.4.2 微观形貌表征
        4.4.3 电化学性能测试
    4.5 锂加入量对于球状尖晶石锰酸锂性能的影响
        4.5.1 电化学性能测试
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历及成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]低温固相法合成锰酸锂及其储锂性能研究[J]. 杨应昌,黄小艳,向阳.  广东化工. 2019(05)
[2]锂离子电池三元正极材料电解液添加剂的研究进展[J]. 邓邦为,孙大明,万琦,王昊,陈滔,李璇,瞿美臻,彭工厂.  化学学报. 2018(04)
[3]锂离子电池凝胶聚合物隔膜的研究进展[J]. 廖友好,李伟善.  物理化学学报. 2017(08)
[4]高性能纤维素基复合锂离子电池隔膜研究进展[J]. 刘志宏,柴敬超,张建军,崔光磊.  高分子学报. 2015(11)



本文编号：3193263