锂离子电池正极材料LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 的制备及其包覆改性研究

发布时间：2023-08-08 20:39

　　近年来,由于电子产品、电动汽车和移动设备等的迅速发展,人们对储能设备提出了更高的要求,锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(LNCM),由于其具有低成本、高比容量和高放电平台等优点,引起了人们的广泛关注。但是,三元正极材料由于成分组成复杂,在制备过程中容易发生元素组分不均匀,以及高温煅烧过程中容易发生阳离子(Li+与Ni²⁺)混排,并且存在电子导电率低,以及在充放电过程中容易发生金属离子的溶解等缺点,导致该材料循环性能以及倍率性能较差。本文采取不同合成方法:共沉淀和模板法得到组成成分均一、阳离子混排较低,电化学性能优良的LNCM正极材料。此外,为了进一步提升其电化学性能,采用Pr₆O₁1包覆改性LNCM,得到放电容量高、倍率性能较好的复合材料。主要研究内容如下:(1)通过共沉淀法制备前驱体,进一步煅烧得到LNCM微球,发现在850°C下煅烧得到的微球呈现较均匀的离子分布以及较低的阳离子混排。电化学测试结果表明:85...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 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
        1.2.2 锂离子电池充、放电的机理
    1.3 锂离子电池正极材料
        1.3.1 尖晶石结构LiMn₂O4

        1.3.2 橄榄石结构LiFePO₄

        1.3.3 六方层状结构的正极材料LMO₂(L=Li;M=Ni,Co,and Mn等)
            1.3.3.1 层状结构LiCoO₂

            1.3.3.2 层状结构LiNiO₂

            1.3.3.3 层状结构LiMnO₂

            1.3.3.4 层状结构LiNixCoyMn1-x-yO₂三元材料
    1.4 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的合成方法
        1.4.1 高温固相法
        1.4.2 共沉淀法
        1.4.3 溶胶凝胶法
        1.4.4 水热/溶剂热法
        1.4.5 静电纺丝法
        1.4.6 模板法
    1.5 层状LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料的改性研究
        1.5.1 离子掺杂改性
        1.5.2 表面修饰改性
    1.6 本文选题依据和主要研究内容
2 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂微球的合成及电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验设备与试剂
        2.2.2 样品的合成
        2.2.3 样品的物理性质表征
        2.2.4 电极的制备
        2.2.5 扣式电池的组装
        2.2.6 样品的电化学性能表征
    2.3 结果及讨论
        2.3.1 晶体结构和形貌分析
        2.3.2 电化学性能研究
    2.4 本章小结
3 分级介孔中空哑铃形LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的制备及电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 样品的合成
        3.2.3 样品的表征
        3.2.4 电化学性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 晶体结构和形貌分析
        3.3.2 电化学性能研究
    3.4 本章小结
4 Pr₆O₁1表面包覆改性制备正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂

    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 样品的合成
        4.2.3 样品的表征
        4.2.4 电化学性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 晶体结构和形貌分析
        4.3.2 电化学性能研究
    4.4 本章小结
5 全文总结
参考文献
论文发表及整理情况
致谢



本文编号：3840444

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