富镍三元锂离子电池正极材料NCA改性研究

发布时间：2018-04-19 13:58

  本文选题：锂离子电池正极材料 + NCA　； 参考：《哈尔滨工程大学》2014年硕士论文

【摘要】：富镍三元锂离子电池正极材料NCA (LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)具有高的放电比容量、较好的热稳定性以及成本低廉等优点,被认为是替代钴酸锂的最具有前景的正极材料之一,并有望在动力锂离子电池领域占据一席之地。虽然目前NCA已部分应用于汽车动力锂离子电池,但就其在循环稳定性方面的表现还不能足以使其在动力锂离子电池得到更广泛的应用。本文主要研究NCA材料的改性方法,以延长材料的循环使用寿命。F掺杂NCA可提高材料的循环稳定性,延长其循环使用寿命。当F的掺杂量为0.05且高温处理阶段温度为450℃、气氛为空气时,所得材料的循环性能最好,1C充放电循环100周,容量保持率为96.17%,较未掺杂的NCA材料提高了 6%。表面包覆改性实验中,采用Li2O·2B2O3、掺铝氧化锌、Al2O3、BaF2四种惰性金属化合物表面包覆NCA。Li2O·2B2O3表面包覆NCA可以提高NCA的循环稳定性,但容量有所下降;在最佳工艺条件下,表面包覆1wt%的NCA材料1C循环100周容量保持率是97.63%,明显高于原材料。掺铝氧化锌包覆改性NCA可以明显改善NCA的电化学性能;在最佳工艺条件下,表面包覆掺铝氧化锌的NCA材料1C循环500周后容量的保持率80.64% (NCA,61.88%)。Al2O3包覆改性NCA可以明显改善NCA的电化学性能;在最佳工艺条件下,Al2O3包覆改性NCA材料1C循环100周容量保持率为96.5%,并且1C下首次放电容量比原材料的略高。包覆改性后,NCA材料的高温循环性能、倍率性能亦得到提升。表面包覆1wt%BaF2的NCA首次放电容量及库仑效率略有降低,但1C循环100周后容量保持率由90.15% (NCA)提高到了 94.87%。从实验结果可以明显看出,干法表面包覆1wt%掺铝氧化锌或氧化铝对于提高NCA材料的循环稳定性效果最为显著。
[Abstract]:NCA LiNi0.8Co0.15Al0.05O2) has many advantages such as high discharge capacity, good thermal stability and low cost, so it is considered as one of the most promising cathode materials to replace lithium cobaltate.And is expected to occupy a place in the field of power lithium ion batteries.Although NCA has been partially used in automotive power lithium-ion batteries, its performance in cyclic stability is not enough to make it more widely used in power lithium-ion batteries.In this paper, the modification method of NCA material is studied, so as to prolong the cycle life of the material. F doped NCA can improve the cycle stability and prolong the cycle life of the material.When the doping amount of F is 0.05, the temperature of high temperature treatment is 450 鈩，

本文编号：1773376