三元镍钴锰正极材料的制备及其改性研究

发布时间：2022-08-23 12:26

　　高镍三元正极材料因其高的放电比容量、高能量密度被认为是便携式电子设备、大型储能电站和电动汽车最有前途的候选材料之一。层状LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂（NCM622）正极材料具有最佳的综合性能,与LiCoO₂和LiMn₂O₄相比具有更高的放电容量,循环性能比LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂和LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂稳定。高镍材料的一个普遍问题是在充电和放电过程中会发生多个相变,不稳定的结构会导致电池性能随时间降低。Ni²⁺离子（0.69?）和Li⁺离子（0.76?）的半径相似,Li+与Ni²⁺的混排程度也是影响材料电化学性能下降的主要因素。本文主要是通过共沉淀法制备... 

【文章页数】：61 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
        1.2.1 锂离子电池概况
        1.2.2 锂离子电池的组成和工作原理
    1.3 锂离子正极材料
        1.3.1 层状正极材料
        1.3.2 尖晶石正极材料
        1.3.3 橄榄石正极材料
    1.4 镍钴锰层状(NCM)正极材料的研究
        1.4.1 镍钴锰正极的结构与电化学性能
        1.4.2 镍钴锰正极材料的合成
        1.4.3 镍钴锰正极材料的改性
    1.5 课题的研究内容、目的及意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 课题创新点
        1.5.3 课题的研究目的及意义
第二章 实验方法
    2.1 实验原料及实验仪器设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 正极材料的制备
        2.2.1 Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)[OH]_2前驱体的制备
        2.2.2 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料的制备
        2.2.3 钒取代的Li[Ni_(0.6)CO_(0.2)Mn_(0.2)]_(1-x)V_xO_2 正极材料的制备
        2.2.4 钠取代的Li_(1-x)Na_x[Ni_(0.6)CO_(0.2)Mn_(0.2)]_(0.995)V_(0.005)O_2正极材料的制备
    2.3 锂离子电池的组装
    2.4 样品的表征
        2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.4 X射线能谱分析(EDS)
    2.5 材料的电化学性能表征
        2.5.1 恒流充放电测试分析
        2.5.2 电化学交流阻抗谱测试(EIS)分析
        2.5.3 循环伏安测试(CV)分析
第三章 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料的合成工艺探究
    3.1 引言
    3.2 前驱体Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)[OH]_2 的合成
    3.3 前驱体Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)[OH]_2 的形貌特征
    3.4 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2 的合成及工艺探究
        3.4.1 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2 的煅烧温度探究
        3.4.2 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2 的煅烧时间探究
        3.4.3 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2 的煅烧气体流量探究
    3.5 本章小结
第四章 钒离子改性的Li[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(1-x)V_xO_2正极材料
    4.1 引言
    4.2 Li[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(1-x)V_xO_2 的合成
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Li[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(1-x)V_xO_2 的结构与形貌特征
        4.3.2 Li[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(1-x)V_xO_2电化学性能测试
    4.4 本章小结
第五章 双离子改性的Li_(1-x)Na_x[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(0.995)V_(0.005)]O_2正极材料
    5.1 引言
    5.2 Li_(1-x)Na_x[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(0.995)V_(0.005)O_2的合成
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Li_(1-x)Na_x[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(0.995)V_(0.005)O_2正极材料的物相结构与形貌特征
        5.3.2 Li_(1-x)Na_x[Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)]_(0.995)V_(0.005)O_2电化学性能测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
研究生期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国新能源汽车产业现状及发展对策浅析[J]. 田野.  科技风. 2019(17)
[2]锂离子电池正极材料标准解读[J]. 刘亚飞,陈彦彬.  储能科学与技术. 2018(02)
[3]新能源汽车电池的春天[J]. 刘春娜.  电源技术. 2014(10)
[4]电动汽车电池的现状及发展趋势[J]. 宋永华,阳岳希,胡泽春.  电网技术. 2011(04)
[5]锂离子电池正极材料的结构设计与改性[J]. 王兆翔,陈立泉,黄学杰.  化学进展. 2011(Z1)

博士论文
[1]功率型锰系正极材料制备及适配电解液体系构建[D]. 崔孝玲.兰州理工大学 2018
[2]固相烧结法合成尖晶石型LiMn2O4正极材料反应机理及改性研究[D]. 张雁南.昆明理工大学 2017
[3]纯电动汽车磷酸铁锂电池性能研究[D]. 李哲.清华大学 2011

硕士论文
[1]锂离子电池正极材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的制备及其改性研究[D]. 龙君君.重庆大学 2018
[2]锂离子电池LiNi1-x-yCoxMnyO2三元正极材料的制备、改性及电化学性能研究[D]. 夏青.合肥工业大学 2017
[3]锂离子电池正极材料LiFePO4/C表面碳层的改性研究[D]. 聂宁.天津大学 2016



本文编号：3677761