锂离子电池正极材料LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的制备与改性研究

发布时间：2024-02-25 17:20

　　因具有高比容量和高能量密度等优点,锂离子电池已经广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和大规模储能装置等领域。对电池高能量密度的日益增长需求使得人们愈加关注于研究比能量大的正极材料。在诸多正极材料中,具有3D锂离子扩散骨架的镍锰酸锂氧化物LiNi0.5Mn1.5O4具有相对较高的工作电压(～4.8 Vs Li/Li+)和较高比能量(650Wh/kg)。然而,LiNi0.5Mn1.5O4也存在倍率性能较差、循环性能不良差的不足之处,本文拟通过表面修饰改善LiNi0.5Mn1.5O4的电化学性能,主工作内容要分为两个部分:首先,利用溶胶-凝胶法在LiNio.5Mn1.5O4表面修饰PbPd02零带隙氧化物。采用X-射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和电子能谱等测试技术,对复合正极材料的结构与表面形貌等进行细致表征。利用充放电性能测试、交流阻抗和循环伏安方法研究了表面修饰PbPdO2对LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能的影响。结果表明,表面修饰PbPdO2显著改善了 LiNi0.5Mn1.5O4样品的倍率性能及循环稳定性。电化学性能分析和开尔文探针力显微镜表明,电化学性能的增强主要归因于表...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
中文文摘
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 锂离子电池的概述
        1.2.1 锂离子电池的发展过程
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
        1.2.3 锂离子电池的工作特点
    1.3 锂离子电池正极材料
        1.3.1 镍钴锰酸锂正极材料
        1.3.2 LiCoO₂正极材料
        1.3.3 xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂富锂层状正极材料的研究进展
        1.3.4 富锂层状正极材料的结构与性质
    1.4 LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的结构及性能
        1.4.1 LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的结构与性质
        1.4.2 LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备
            1.4.2.1 固相法
            1.4.2.2 共沉淀法
            1.4.2.3 溶胶凝胶法
            1.4.2.4 熔盐法
            1.4.2.5 水热法
        1.4.3 LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的改性研究
            1.4.3.1 离子掺杂
            1.4.3.2 表面包覆
    1.5 论文的基本思路及主要内容
第二章 实验器材以及材料性能表征
    2.1 实验药品和仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验制备仪器
        2.1.3 测试表征设备
    2.2 电池组装
    2.3 材料性能表征
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)和X射线能谱分析(EDS)
        2.3.3 热稳定性分析(DSC)
        2.3.4 原子力显微镜分析(AFM)
        2.3.5 电化学性能测试分析
第三章 表面包覆PbPdO₂对LiNi0.5Mn1.5O4正极材料性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料制备
        3.2.2 材料表征
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章 表面硫化对LiNi0.5Mn1.5O4正极材料性能的影响
    4.1 引言
        4.1.1 材料制备
        4.1.2 材料表征
    4.2 结果与讨论
    4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历



本文编号：3910637