富锂锰基层状固溶体正极材料Li 1.2 Ni 0.2 Mn 0.6 O 2 的改性研究

发布时间：2021-10-20 07:18

　　富锂层状正极材料x Li₂MnO₃·（1-x）LiMO₂（0<x<1,M=Ni、Co、Ni0.5Mn0.5等）因其比容量较高、环境友好、价格低廉和安全性好等优点受到广泛关注。但这类材料具有首次不可逆容量损失较大、循环稳定性及倍率性能较差等缺陷,严重限制了其进一步的发展。因此有必要对其进行改性研究,使材料的电化学性能得到改善,以满足商业化需求。本文以Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂材料作为研究对象。首先对其进行Cr、Co和Ti掺杂改性,综合比较得到性能最佳的Li_1.2Ni_0.16Mn_0.56Cr_0.08O₂正极材料。然后再对Li_1.2Ni_0.16Mn_0.56Cr_0.08O₂材料进行LiAlO₂

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 锂离子电池概述
        1.1.1 锂离子电池的发展历史
        1.1.2 锂离子电池的结构及工作原理
    1.2 锂离子电池正极材料
        1.2.1 层状结构正极材料
        1.2.2 尖晶石型正极材料
        1.2.3 橄榄石型正极材料
    1.3 富锂层状固溶体正极材料研究进展
        1.3.1 富锂锰基正极材料简介
        1.3.2 富锂锰基正极材料的结构及充放电机制
        1.3.3 富锂锰基材料的制备及性能
        1.3.4 富锂锰基正极材料的改性
    1.4 论文选题的研究意义及内容
第二章 实验试剂、仪器及方法
    2.1 实验原料及仪器介绍
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射线衍射分析（XRD）
        2.2.2 扫描电子显微镜分析（SEM）
        2.2.3 透射电子显微镜分析（TEM）
        2.2.4 四探针法测电导率
        2.2.5 X射线光电子能谱分析（XPS）
    2.3 扣式半电池制作
        2.3.1 电极片的制作
        2.3.2 扣式电池的组装
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 充放电性能测试
        2.4.2 交流阻抗分析（EIS）
第三章 富锂层状固溶体正极材料的掺杂改性研究
    3.1 引言
    3.2 材料制备
        3.2.1 Li_(1.2)Ni_(0.2-x/2)Mn_(0.6-x/2)Cr_xO_2正极材料的制备
        3.2.2 Li_(1.2)Ni_(0.2-x/2)Mn_(0.6-x/2)CoxO_2正极材料的制备
        3.2.3 Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)-xTixO_2正极材料的制备
    3.3 Cr掺杂Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的性能研究
        3.3.1 材料的XRD分析
        3.3.2 材料的颗粒形貌分析
        3.3.3 材料的电化学性能
        3.3.4 锂离子扩散系数
    3.4 Co掺杂Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的性能研究
        3.4.1 材料的XRD分析
        3.4.2 材料的SEM分析
        3.4.3 材料的电化学性能分析
    3.5 Ti掺杂Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的性能研究
        3.5.1 材料的XRD分析
        3.5.2 材料的SEM分析
        3.5.3 材料的电化学性能分析
    3.6 本章小结
第四章 富锂层状材料Li_(1.2)Ni_(0.16)Mn_(0.56)Cr_(0.08)O_2包覆改性研究
    4.1 引言
    4.2 材料的制备
    4.3 LiAlO_2包覆Li_(1.2)Ni_(0.16)Mn_(0.56)Cr_(0.08)O_2的性能研究
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 SEM分析
        4.3.3 TEM分析
        4.3.4 电化学性能分析
        4.3.5 锂离子扩散系数计算
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的合成及性能研究[J]. 赵煜娟,岳影影,孙玉成,任文锋.  电池. 2014(04)
[2]不同组分下富锂正极材料xLi2MnO3·（1-x）LiNi0.5Mn0.5O2（x=0.1-0.8）的晶体结构与电化学性能[J]. 陈来,陈实,胡道中,苏岳锋,李维康,王昭,包丽颖,吴锋.  物理化学学报. 2014(03)
[3]钴掺杂对Li1.2Mn0.6Ni0.2O2电化学性能的影响[J]. 刘超,刘红光,叶学海,郅晓科,何爱珍,赵桢,王旭阳,章甦,时洁.  无机盐工业. 2013(10)
[4]掺铬对LiNi0.5Mn1.5O4正极材料性能的影响（英文）[J]. 王巍,刘恒,王燕,高超,张军.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(07)
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[6]凝胶燃烧法合成5V级正极材料LiNi0.5Mn1.5O4及其高倍率放电性能[J]. 代克化,毛景,翟玉春.  物理化学学报. 2010(08)

硕士论文
[1]锂离子电池富锂锰基LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料的制备及改性研究[D]. 朱伟雄.中南大学 2013



本文编号：3446487