Cr 3+ 、Co 3+ 、Al 3+ 离子掺杂对LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 晶体结构和电化学性能的影响研究

发布时间：2021-07-22 04:59

　　正极材料是目前限制锂离子电池性能的瓶颈所在,对电池的能量密度和功率密度起着决定性的影响。尖晶石LiNi0.5Mn1.504正极材料因其工作电压高（4.7 V vs.Li+/Li）、理论容量大（147 mAh·g-1）,有望打破当前锂离子电池能量密度和功率密度的瓶颈。然而,LiNi0.5Mn1 5O4正极材料在大电流密度下的比容量远低于理论容量,并且循环过程容量衰减快,限制了其在锂离子电池中的广泛应用。本论文采用聚合物（PEG-400）辅助法制备了 LiNi0.5Mn1.5O4正极材料,利用X-射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等对合成产物的晶体结构和脱锂过程的物相变化进行表征,采用交流阻抗（EIS）和循环伏安（CV）对其电化学性能进行了分析,揭示了相变与其导电性的关系,利用金属离子M（M=Cr、Co、A1）掺杂有效地改善了 LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的结构稳定性、导电性和容量性能。由于LiNi0.5Mn1.504在脱/嵌锂反应时会发生复杂的相变,锂离子的迁移在充放电循环过程会受到相界和新相形成的阻碍,进而造成LiNi0.5Mn1.5O4正极材料导电性不佳、高倍... 

【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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方相（ｐｈａｓｅ?ＩＩＩ）。当Ｌｉ含量在０．３￣０．２３之间时，表现为ｐｈａｓｅ?ＩＩ和ｐｈａｓｅ?ＩＩＩ共存。因此，在脱锂后??的ＬｉｘＮｉＱ．５Ｍｎｉ．５０４中有两个两相共存区。通过监测和分析发现第二和第三立方相的晶格常数急剧??下降（如图３－４ｄ所示），造成锂离子从晶格中脱出所需的激活能显著增大。各立方相晶格常数的陡??然变化，造成颗粒内严重的晶格失配和应力应变，阻碍锂离子在颗粒内的迁移，并且可能破坏首??周充电在高电位（＞?４．７?Ｖ）时形成的固体电解质界面相（ＳＥＩ），造成实际放电容量较低。??（ａ）?ＬｉｘＮｉ０．４５Ｃｒ０．０５Ｍｎ１．５°４?（ｃ）?ＬｉｘＮｉ０．４５Ｃｒ０．０５Ｍｎ１．５°４????Ｌ＿＿Ｌ?．＿、?ｘ＝〇．〇７?八??＾???Ａ．?Ａ???＾＿ｘ＊〇－２４?＾?、?ｘ？０．２４?一??－Ｊ???１?丨?Ｌ－一Ｊ：??－．???一―?ｘ＝０．３２?一??＾???ｉ＇?冬一?＾＿＿／ＮＸ＝０１Ｌ?＾??????Ｘ＝０．４１?八?????＾?八?ａ—－ｖ?ｘ—０．４８????＾、?ｘ＝０．４８?）ｖ???？３５???Ｌ?ｉ?？?Ａ＿Ａ?＾?ｘ＝０．５３?（／）?ｒ＾Ｔ?０＾．?ｘ＝０．５３??＾?＼?—?．??—?￣??，一?ｘ＝０．５８?＇、???￡?ｉ?｜?ｉ?＊＝〇－６９?Ｓ?＊＝０?６９????￡?１?Ｘ?，?ｋ?１?

图３－６认＞？

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3296486