高镍三元材料LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 的制备及掺杂改性研究

发布时间：2023-07-25 04:48

　　近年来,动力汽车和混合动力汽车的飞速发展对锂离子电池的能量密度和生产成本提出了更高的要求。而阴极材料作为锂离子电池的限容因素和主要成本来源,开发高容量低成本的正极材料尤为重要。LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂高镍三元正极材料具有高比容量和低成本的特点,可满足目前电动汽车以及混合动力汽车对长续航里程的要求,符合三元材料高镍低钴的发展方向,是现阶段最具发展潜力的锂电正极材料之一。但是随着三元材料中镍含量的提高,材料的合成难度增大而且循环稳定性有所下降。这是目前研究者们需要迫切解决的问题。本文采用适合于工业化生产的共沉淀法合成Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)OH₂前驱体材料材料,然后与氢氧化锂混合后在氧气气氛下烧结得到三元产物。通过研究络合剂浓度、反应溶液pH值以及混锂量对三元材料形貌结构及电化学性能的影响,寻求最佳的合成LiNi_0.8Co_0.1Mn_0....

【文章页数】：76 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 锂离子电池简介
        1.2.1 锂离子电池的发展历程
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
        1.2.3 锂离子电池的结构组成
    1.3 锂离子电池正极材料
        1.3.1 聚阴离子材料
        1.3.2 尖晶石结构材料
        1.3.3 层状材料
    1.4 三元材料的研究进展
        1.4.1 三元材料的合成方法
        1.4.2 三元材料的改性
        1.4.3 三元材料的发展方向
    1.5 本课题主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品及材料
    2.2 实验仪器设备
    2.3 材料的制备方法
    2.4 实验过程中用到的测试表征方法
        2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.3 原子发射光谱仪(ICP)
        2.4.4 热重分析(TG)和差热分析(DTG)
    2.5 电化学性能测试
        2.5.1 扣式电池的组装
        2.5.2 循环和倍率性能测试
        2.5.3 循环伏安测试
        2.5.4 EIS交流阻抗测试
        2.5.5 恒电位间歇滴定分析(PITT)
第3章 三元材料的合成工艺探究
    3.1 引言
    3.2 材料的制备过程
    3.3 络合剂浓度的影响
        3.3.1 络合剂浓度对三元材料形貌的影响
        3.3.2 电化学性能分析
    3.4 反应pH的影响
        3.4.1 反应三元材料形貌的影响
        3.4.2 电化学性能分析
    3.5 混锂量的影响
        3.5.1 混锂量对材料结构的影响
    3.6 优化后三元材料的综合表征
        3.6.1 化学元素滴定分析
        3.6.2 EDS表征
        3.6.3 电化学性能测试
    3.7 本章小结
第4章 LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的掺杂改性研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
    4.3 铜掺杂对材料物化性能的影响
        4.3.1 物相形貌结构分析
        4.3.2 电化学性能分析
    4.4 铜铝双掺杂对材料物化性能的影响
        4.4.1 双掺杂的物相结构分析
        4.4.2 双掺杂的电化学性能分析
        4.4.3 掺杂的电化学机理分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位论文期间发表论文及其他成果
致谢



本文编号：3837189