LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 富镍三元正极材料的制备及结构优化

发布时间：2022-07-29 21:18

　　LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（简称NCM）富镍层状过渡金属氧化物具有高比容量（~200 mAh/g）、优异的循环性能和低成本等优势,日益受到关注。共沉淀法与高温固相法相结合是最适合工业化生产NCM的一种方法,该合成路径的产品更均一、更致密且制造成本适中。但是,NCM三元材料的工业化应用仍然受循环性能差和热稳定性差等因素的影响,故其电化学性能有待进一步提高。本文主要采用化学共沉淀法和高温固相法相结合来研究LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂富镍三元正极材料的合成工艺,探讨了NCM前驱体与不同锂源锂化配比的关系,并且研究了NCM材料与不同导电剂的匹配,在此基础上,设计出全浓度梯度结构进一步改善材料的电化学性能。本课题采用共沉淀法制备NCM前驱体,以NiSO₄·6H₂O、CoSO₄·7H₂O和MnSO₄

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及研究目的和意义
    1.2 NCM正极材料概述
        1.2.1 NCM三元材料的体系结构和机理研究
        1.2.2 NCM三元材料的制备研究
        1.2.3 正极材料NCM改性的研究
    1.3 国内外文献综述简析
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 实验原料及性能表征
    2.1 实验原料及仪器设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 仪器设备
    2.2 电极制备及电池组装
        2.2.1 电极制备
        2.2.2 电池装配
    2.3 物理性能表征
        2.3.1 微观形貌
        2.3.2 晶体结构
        2.3.3 振实密度及粒径分布
        2.3.4 物质成分
    2.4 电化学性能表征
        2.4.1 充放电测试
        2.4.2 循环伏安测试和阻抗测试
第3章 NCM前驱体制备工艺的研究
    3.1 引言
    3.2 Ni-Co-Mn-NH_3-H_2O体系物料衡算
    3.3 富镍NCM前驱体制备工艺的研究
        3.3.1 进料速度
        3.3.2 陈化时间和静置时间及烘干机制
        3.3.3 反应pH值
        3.3.4 反应总氨浓度
        3.3.5 原料液浓度
        3.3.6 反应时间及振实密度
        3.3.7 NCM前驱体元素分布分析
    3.4 本章小结
第4章 NCM锂化煅烧工艺的研究
    4.1 引言
    4.2 预煅烧温度研究
    4.3 预煅烧时间研究
    4.4 煅烧温度研究
    4.5 煅烧时间研究
    4.6 本章小结
第5章 NCM锂源锂化配比及导电剂匹配研究
    5.1 引言
    5.2 NCM锂源锂化配比的研究
        5.2.1 NCM与不同锂源锂化煅烧的研究
        5.2.2 NCM与锂源不同锂化配比的研究
    5.3 NCM与不同导电剂的匹配关系研究
    5.4 本章小结
第6章 NCM材料全浓度梯度改性研究
    6.1 引言
    6.2 富镍NCM浓度梯度材料的研究
        6.2.1 NCM全浓度梯度结构的设计
        6.2.2 前驱体的物理性能表征
        6.2.3 终产品的物理性能表征
        6.2.4 终产品的电化学性能表征
    6.3 本章小结
第7章 市场分析
    7.1 引言
    7.2 锂电池应用及市场概况
    7.3 动力锂电池经济分析
        7.3.1 动力锂电池成本分析
        7.3.2 动力锂电池产量与产值分析
    7.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的合成工艺优化及电化学性能[J]. 肖忠良,胡超明,宋刘斌,卢意鹏,刘姣,曾鹏.  化工学报. 2017(04)
[2]Li、Al、Mg掺杂对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料晶格结构和电化学性能的影响[J]. 元莎,刘良彬,黄瑞安,郭玉忠.  昆明理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]采用过渡金属醋酸盐制备高容量LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料（英文）[J]. 肖政伟,张英杰,王一帆.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(05)
[4]锂镍钴锰氧正极材料的热聚合法制备及性能表征研究[J]. 周静,柏任流,罗骏,贾双珠.  广州化工. 2014(04)
[5]锂离子电池一致性分选方法[J]. 王永琛,倪江锋,王海波,高立军,胡道中,王子冬.  储能科学与技术. 2013(05)
[6]高致密球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2颗粒的合成及性能研究[J]. 陆雷,钟伟攀,杨晖.  无机材料学报. 2012(03)
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硕士论文
[1]LiNi1-x-yCoxAlyO2高镍三元正极材料的制备及改性研究[D]. 阮泽文.哈尔滨工业大学 2016
[2]层状三元材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的烧结工艺及其Al离子掺杂改性研究[D]. 夏云飞.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3667202