层状正极材料的界面修饰、结构分析及4.5V电池性能研究
发布时间：2022-04-25 18:05
层状LiCoO2和LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）是具有稳定电化学性能和巨大商业价值的锂离子电池正极材料,分别在3C和电动汽车领域里拥有广泛应用前景。为应对电池更高比能量和比功率的发展需求,开发具有更大电压窗口的正极材料成为本行业的研发重点。本论文围绕层状LiCoO2和NCA的界面结构修饰和3.0-4.5 V半电池性能优化展开了三个独立研究课题,涉及纳米LiCoO2的水热法合成与界面铝掺杂、基于MOF和草酸盐材料对NCA的包覆改性探索主要研究内容具体如下:1.水热辅助制备表面Al铝掺杂LiCoO2纳米砖:通过混合碱（LiOH-NaOH）水热反应合成了LiCoO2前驱体纳米颗粒,并进一步烧结成厚度约300nm的LiCoO2纳米砖。这款LiCoO2在3.0-4.2 V电压范围内,以1 C进行充放电时的放电容量为131.8 mAh g...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池概述
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 LiCoO_2正极材料
1.3.2 LiNiO_2正极材料
1.3.3 尖晶石LiMn_2O_4正极材料
1.3.4 橄榄石型LiFePO_4正极材料
1.3.5 三元正极材料
1.4 锂离子电池正极材料的合成方法
1.4.1 高温固相法
1.4.2 水热法
1.4.3 喷雾干燥法
1.4.4 共沉淀法
1.5 选题意义及研究内容
第二章 实验材料及方法
2.1 实验原料与设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验设备
2.2 电极材料的制备和电池的组装
2.3 材料的表征
2.3.1 X-射线粉末衍射仪（XRD）
2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）
2.3.3 透射电子显微镜（TEM）
2.3.4 傅利叶变换红外光谱 (FT-RI)
2.3.5 热重-差热分析 (TG)
2.3.6 X射线光电子能谱 (XPS)
2.4 材料电化学性能测试
2.4.1 充放电测试
2.4.2 循环伏安测试（CV）
2.4.3 交流阻抗测试（EIS）
第三章 水热辅助制备表面Al掺杂LiCoO_2纳米砖
3.1 引言
3.2 实验操作
3.3 水热初产物的物理性质和电化学性能表征
3.3.1 SEM测试与分析
3.3.2 XRD测试与分析
3.3.3 电化学性能表征结果
3.4 Al掺杂LiCoO_2纳米砖的物理性质和电化学性能表征
3.4.0 XRD测试与分析
3.4.1 SEM、TEM、EDS测试与分析
3.4.2 XPS测试与分析
3.4.3 电化学性能测试与分析
3.5 本章小结
第四章 基于热熔型金属-有机框架材料对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料进行表面包覆改性探索
4.1 引言
4.2 实验操作
4.2.1 Mil-53lt(Al)的制备
4.2.2 包覆样品的制备
4.3 物理化学性质表征
4.3.1 MIL-53(Al)、MIL-53lt(Al)结构分析与表征
4.3.2 XRD测试与分析
4.3.3 XPS测试与分析
4.3.4 TEM测试与分析
4.3.5 SEM测试与分析
4.4 包覆后产物的电化学性能表征
4.4.1 循环性能和倍率测试与分析
4.4.2 循环伏安、微分容量电压和交流阻抗测试分析
4.5 本章小结
第五章 基于纳米草酸盐对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料进行Al掺杂型Li_(0.73)CoO_2包覆改性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 钴铝草酸盐前躯体的制备
5.2.2 包覆样品的制备
5.3 物理化学性质表征
5.3.1 前驱体 XRD、TEM 测试与分析
5.3.2 XRD测试与分析
5.3.3 TEM测试与分析
5.3.4 SEM测试与分析
5.3.5 XPS测试与分析
5.4 电化学性能表征
5.4.1 循环性能测试与分析
5.4.2 综合电化学性能测试与分析
5.4.3 交流阻抗测试分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3648079
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池概述
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 LiCoO_2正极材料
1.3.2 LiNiO_2正极材料
1.3.3 尖晶石LiMn_2O_4正极材料
1.3.4 橄榄石型LiFePO_4正极材料
1.3.5 三元正极材料
1.4 锂离子电池正极材料的合成方法
1.4.1 高温固相法
1.4.2 水热法
1.4.3 喷雾干燥法
1.4.4 共沉淀法
1.5 选题意义及研究内容
第二章 实验材料及方法
2.1 实验原料与设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验设备
2.2 电极材料的制备和电池的组装
2.3 材料的表征
2.3.1 X-射线粉末衍射仪（XRD）
2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）
2.3.3 透射电子显微镜（TEM）
2.3.4 傅利叶变换红外光谱 (FT-RI)
2.3.5 热重-差热分析 (TG)
2.3.6 X射线光电子能谱 (XPS)
2.4 材料电化学性能测试
2.4.1 充放电测试
2.4.2 循环伏安测试（CV）
2.4.3 交流阻抗测试（EIS）
第三章 水热辅助制备表面Al掺杂LiCoO_2纳米砖
3.1 引言
3.2 实验操作
3.3 水热初产物的物理性质和电化学性能表征
3.3.1 SEM测试与分析
3.3.2 XRD测试与分析
3.3.3 电化学性能表征结果
3.4 Al掺杂LiCoO_2纳米砖的物理性质和电化学性能表征
3.4.0 XRD测试与分析
3.4.1 SEM、TEM、EDS测试与分析
3.4.2 XPS测试与分析
3.4.3 电化学性能测试与分析
3.5 本章小结
第四章 基于热熔型金属-有机框架材料对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料进行表面包覆改性探索
4.1 引言
4.2 实验操作
4.2.1 Mil-53lt(Al)的制备
4.2.2 包覆样品的制备
4.3 物理化学性质表征
4.3.1 MIL-53(Al)、MIL-53lt(Al)结构分析与表征
4.3.2 XRD测试与分析
4.3.3 XPS测试与分析
4.3.4 TEM测试与分析
4.3.5 SEM测试与分析
4.4 包覆后产物的电化学性能表征
4.4.1 循环性能和倍率测试与分析
4.4.2 循环伏安、微分容量电压和交流阻抗测试分析
4.5 本章小结
第五章 基于纳米草酸盐对LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料进行Al掺杂型Li_(0.73)CoO_2包覆改性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 钴铝草酸盐前躯体的制备
5.2.2 包覆样品的制备
5.3 物理化学性质表征
5.3.1 前驱体 XRD、TEM 测试与分析
5.3.2 XRD测试与分析
5.3.3 TEM测试与分析
5.3.4 SEM测试与分析
5.3.5 XPS测试与分析
5.4 电化学性能表征
5.4.1 循环性能测试与分析
5.4.2 综合电化学性能测试与分析
5.4.3 交流阻抗测试分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3648079
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