两种典型的固态电解质材料对高电压正极材料LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的表面改性研究
发布时间：2021-11-07 17:42
随着汽车数量的快速增加,人类面临着严重的环境污染和能源短缺的巨大挑战。为了解决这些问题,许多国家都试图减少化石燃料汽车的数量。因此,开发新能源汽车变得越来越重要。锂离子电池比传统的铅酸电池有更高的能量密度,容量衰减更慢,而且污染非常低,被认为是最有可能用于新能源汽车的动力电源之一。锂离子电池已经广泛的应用于便携式电子设备和大规模储能器件。为了满足新能源汽车对功率密度和能量密度不断增长的要求,探索和设计具有高能量密度和长循环寿命的锂离子电池的正极材料在近二十年来引起了极大的关注。LiNi0.5Mn1.5O4材料的工作电压在4.7 V左右,能量密度可以达到650 Wh kg-1,以及制备所需原材料成本低廉受到了人们的广泛关注。然而,LiNi0.5Mn1.5O4材料存在一些严重的问题,比如高温条件下表面结构不稳定,以及缺少与其相匹配的电解液等,阻碍了其进一步商业应用。与传统的液态电解质相比,固态电解质具备优越的电化学稳定性,安全性能高,电化...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池典型的示意图
固态氧化物电解质的化学式为：A3B2C3O12，A面体(Oh)和六面体(Td)中[62-64]。在化学计量比全占据，导致材料的电导率低[65,66]。增加材料位置。与其他石榴石结构的快离子导体相比质，具有高的锂离子电导率和优越的电化学稳[67,68]。Li7La3Zr2O12的结构为四方相，Li+的传导率低（~10-6S cm-1），Henrik等人通过Al的掺相，其锂离子电导率提高到~ 10-4S cm-1[68]。CON 结构的固态电解质odium super ion conductors）结构类型的化合物，化学式可写为 MTi2(PO4)3（M = Li, Na）[69图 1-3 Li7La3Zr2O12的结构示意图[67]
图 3-1 Li6.4La3Zr2Al0.2O12包覆 LiNi0.5Mn1.5O4的制备流程3.2.1 LiNi0.5Mn1.5O4的制备方法们采用溶胶凝胶法合成 LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)材料，制备流程：首先，称量比的乙酸锂(CH3CO2Li）、乙酸锰 (C4H6MnO4·4H2O)、乙酸镍(C4H6NiO4檬酸。柠檬酸作为络合剂，并且总的过渡金属离子与柠檬酸的摩尔比为 1:品分别溶解在超纯水中，同时将乙酸锂溶液缓慢滴加到柠檬酸溶液中和将加到乙酸镍溶液中，大力搅拌 2 小时后，再将上述两个溶液缓慢混合，混时后，向混合液中缓慢滴加氨水，将溶液的 pH 值调的 6.5，搅拌 30 分钟水浴锅中蒸发溶剂至澄清透明绿色液体形成湿凝胶，然后转移至 120oC 干4 小时，形成干凝胶。充分研磨干凝胶得到灰白色粉末样品，然后在 500 o预退火 6 个小时，完全除去有机物成分，得到黑红色粉末，再经过充分研 820 oC 的马弗炉中煅烧 14 个小时，最终获得黑色的 LiNi0.5Mn1.5O4粉末。
【参考文献】：
博士论文
[1]锂离子电池高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的表面改性研究[D]. 王昊.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
硕士论文
[1]Li2MO3-xF2x（M=Si,Sn;0≤x<1.5）化合物对富锂层状材料的表面改性研究[D]. 王丹丹.河南大学 2018
本文编号：3482278
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池典型的示意图
固态氧化物电解质的化学式为：A3B2C3O12，A面体(Oh)和六面体(Td)中[62-64]。在化学计量比全占据，导致材料的电导率低[65,66]。增加材料位置。与其他石榴石结构的快离子导体相比质，具有高的锂离子电导率和优越的电化学稳[67,68]。Li7La3Zr2O12的结构为四方相，Li+的传导率低（~10-6S cm-1），Henrik等人通过Al的掺相，其锂离子电导率提高到~ 10-4S cm-1[68]。CON 结构的固态电解质odium super ion conductors）结构类型的化合物，化学式可写为 MTi2(PO4)3（M = Li, Na）[69图 1-3 Li7La3Zr2O12的结构示意图[67]
图 3-1 Li6.4La3Zr2Al0.2O12包覆 LiNi0.5Mn1.5O4的制备流程3.2.1 LiNi0.5Mn1.5O4的制备方法们采用溶胶凝胶法合成 LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)材料，制备流程：首先，称量比的乙酸锂(CH3CO2Li）、乙酸锰 (C4H6MnO4·4H2O)、乙酸镍(C4H6NiO4檬酸。柠檬酸作为络合剂，并且总的过渡金属离子与柠檬酸的摩尔比为 1:品分别溶解在超纯水中，同时将乙酸锂溶液缓慢滴加到柠檬酸溶液中和将加到乙酸镍溶液中，大力搅拌 2 小时后，再将上述两个溶液缓慢混合，混时后，向混合液中缓慢滴加氨水，将溶液的 pH 值调的 6.5，搅拌 30 分钟水浴锅中蒸发溶剂至澄清透明绿色液体形成湿凝胶，然后转移至 120oC 干4 小时，形成干凝胶。充分研磨干凝胶得到灰白色粉末样品，然后在 500 o预退火 6 个小时，完全除去有机物成分，得到黑红色粉末，再经过充分研 820 oC 的马弗炉中煅烧 14 个小时，最终获得黑色的 LiNi0.5Mn1.5O4粉末。
【参考文献】：
博士论文
[1]锂离子电池高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的表面改性研究[D]. 王昊.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
硕士论文
[1]Li2MO3-xF2x（M=Si,Sn;0≤x<1.5）化合物对富锂层状材料的表面改性研究[D]. 王丹丹.河南大学 2018
本文编号：3482278
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3482278.html
