富镍正极材料LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 制备及电化学性能研究
发布时间：2022-08-23 15:15
富镍LiNi0.8Co0.15Al0.05O2（NCA）材料因具有高能量密度可以满足动力电池长续航的要求并在特斯拉纯电动汽车上应用成功,引起了国内外电池行业对NCA材料的关注。但是,NCA材料在应用中因材料表面从层状结构向岩盐相结构的相变和材料表面与电解液之间界面反应严重等问题造成材料电化学性能下降。因此,本论文通过电解液原位成膜和构建壳浓度梯度结构对NCA材料进行改性。主要研究内容及结论如下:（1）采用溶胶凝胶法制备NCA材料,优化NCA材料的煅烧时间和表征材料的形貌。结果表明:NCA材料的阳离子混排程度随着煅烧时间的延长先减小再增大且材料在煅烧时间为18 h时具有较小的阳离子混排程度。NCA材料形貌为几十至几百纳米的颗粒。（2）研究NCA电极材料在不同电解液体系的电化学性能、形貌、界面成分以及金属离子溶解含量,分析二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）锂盐与环丁砜（SL）溶剂协同作用机理。研究结果表明,与LiPF6基电解液相比,LiDFOB基电解液具有良好的成膜性能。在电池充放电过...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池的简介
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的基本原理
1.2.3 锂离子电池的组成
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 尖晶石型正极材料
1.3.2 橄榄石型正极材料
1.3.3 层状结构正极材料
1.4 富镍LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的制备方法
1.4.1 共沉淀法
1.4.2 喷雾干燥法
1.4.3 高温固相法
1.4.4 溶胶凝胶法
1.4.5 水热法
1.5 富镍LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的存在问题及其改性措施
1.5.1 富镍LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的存在问题
1.5.2 表面包覆改性
1.5.3 元素掺杂改性
1.5.4 复合材料改性
1.5.5 特殊结构设计改性
1.5.6 电解液界面成膜改性
1.6 论文选题思路和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验药品与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征分析方法
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜分析
2.2.3 透射电子显微镜分析
2.2.4 X射线光电子能谱分析
2.2.5 能谱仪分析
2.2.6 电感耦合等离子体发射光谱分析
2.3 正极片的制作与半电池的组装
2.3.1 正极片的制作流程
2.3.2 纽扣半电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 电化学阻抗谱测试
2.4.2 充放电性能测试
2.4.3 线性伏安扫描测试
2.4.4 电流时间曲线测试
第3章 溶胶凝胶法制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 及其与电解液相容性研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 溶胶凝胶法制备NCA材料
3.2.2 电解液配制
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料在不同煅烧时间下的物相分析
3.3.2 材料的形貌分析
3.3.3 不同电解液体系的稳定性分析
3.3.4 不同电解液体系的电化学性能分析
3.3.5 不同电解液体系的金属溶解分析
3.3.6 不同电解液体系的物相分析
3.3.7 不同电解液体系的形貌分析
3.3.8 不同电解液体系的界面膜成分分析
3.3.9 不同电解液体系的阻抗分析
3.3.10 不同电解液体系的扩散系数计算
3.4 本章小结
第4章 共沉淀法制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 及其浓度梯度结构改性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 共沉淀法制备NCA材料
4.2.2 电解液的配制
4.3 结果与讨论
4.3.1 前驱体与材料的表面形貌分析
4.3.2 前驱体的截面形貌及元素分布
4.3.3 材料的表面元素分布
4.3.4 材料的物相分析
4.3.5 材料的界面成分分析
4.3.6 材料的电化学性能分析
4.3.7 材料的阻抗分析
4.3.8 材料的扩散系数计算
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间发表的论文
本文编号：3678000
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【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池的简介
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的基本原理
1.2.3 锂离子电池的组成
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 尖晶石型正极材料
1.3.2 橄榄石型正极材料
1.3.3 层状结构正极材料
1.4 富镍LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的制备方法
1.4.1 共沉淀法
1.4.2 喷雾干燥法
1.4.3 高温固相法
1.4.4 溶胶凝胶法
1.4.5 水热法
1.5 富镍LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的存在问题及其改性措施
1.5.1 富镍LiNi_xCo_yAl_(1-x-y)O_2 材料的存在问题
1.5.2 表面包覆改性
1.5.3 元素掺杂改性
1.5.4 复合材料改性
1.5.5 特殊结构设计改性
1.5.6 电解液界面成膜改性
1.6 论文选题思路和研究内容
第2章 实验方法
2.1 实验药品与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征分析方法
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜分析
2.2.3 透射电子显微镜分析
2.2.4 X射线光电子能谱分析
2.2.5 能谱仪分析
2.2.6 电感耦合等离子体发射光谱分析
2.3 正极片的制作与半电池的组装
2.3.1 正极片的制作流程
2.3.2 纽扣半电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 电化学阻抗谱测试
2.4.2 充放电性能测试
2.4.3 线性伏安扫描测试
2.4.4 电流时间曲线测试
第3章 溶胶凝胶法制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 及其与电解液相容性研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 溶胶凝胶法制备NCA材料
3.2.2 电解液配制
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料在不同煅烧时间下的物相分析
3.3.2 材料的形貌分析
3.3.3 不同电解液体系的稳定性分析
3.3.4 不同电解液体系的电化学性能分析
3.3.5 不同电解液体系的金属溶解分析
3.3.6 不同电解液体系的物相分析
3.3.7 不同电解液体系的形貌分析
3.3.8 不同电解液体系的界面膜成分分析
3.3.9 不同电解液体系的阻抗分析
3.3.10 不同电解液体系的扩散系数计算
3.4 本章小结
第4章 共沉淀法制备LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2 及其浓度梯度结构改性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 共沉淀法制备NCA材料
4.2.2 电解液的配制
4.3 结果与讨论
4.3.1 前驱体与材料的表面形貌分析
4.3.2 前驱体的截面形貌及元素分布
4.3.3 材料的表面元素分布
4.3.4 材料的物相分析
4.3.5 材料的界面成分分析
4.3.6 材料的电化学性能分析
4.3.7 材料的阻抗分析
4.3.8 材料的扩散系数计算
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间发表的论文
本文编号：3678000
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