锂离子电池富锂正极材料的表面改性研究
发布时间：2021-05-10 16:40
富锂正极材料xLi2MnO3·（1-x）LiTMO2（TM=Mn,Co,Ni等）由于具有高的比容量(>250 mAh g-1)、宽的电压窗口（2.0-4.8 V）和低的成本等优点,获得了广泛的关注和研究。但是其存在首次库伦效率低、循环性稳定性差、电压衰退和倍率性能差等问题,严重地制约了其大规模产业化应用。针对以上问题,本文基于表面改性战略来改善富锂正极材料的电化学性能,主要研究内容如下:（1）控制溶剂热法的反应条件及高温固相反应合成了层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料,再通过湿法化学法在其表面分别均匀地沉积了无定形的LiF,Li2TiO3和Li3PO4包覆层。系统地分析比较不同锂盐包覆后的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的电化学性能之间的差异。结果表明,经不同锂盐包覆均可以改善层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的电化学性能,而其中以经Li3PO4包覆的改善效果最...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展历史
1.2.2 锂离子电池的结构组成及工作原理
1.3 锂离子电池正极材料简介
1.3.1 层状结构LiMO_2 正极材料
1.3.2 尖晶石结构LiM_2O_4 正极材料
1.3.3 橄榄石结构LiMPO_4 正极材料
1.3.4 其他正极材料
1.4 富锂正极材料的研究现状
1.4.1 富锂正极材料的结构及组成
1.4.2 富锂正极材料的充放电机理
1.4.3 富锂正极材料的制备方法
1.4.4 富锂正极材料存在的问题及改性研究
1.5 本课题的研究意义及主要研究内容
第2章 实验方法
2.1 主要化学试剂和实验仪器
2.1.1 化学试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的物理表征
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)及结构精修
2.2.2 拉曼光谱分析(Raman)
2.2.3 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)-能量色散X射线谱(EDS)分析
2.2.5 X-射线电子能谱分析(XPS)
2.3 扣式电池的制备
2.3.1 电极极片的制备
2.3.2 扣式电池的组装
2.4 材料的电化学性能表征
2.4.1 恒电流充放电测试
2.4.2 电化学阻抗测试(EIS)
2.4.3 恒电流间歇滴定技术(GITT)
第3章 包覆不同锂盐的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备及电化学性能比较
3.1 引言
3.2 包覆不同锂盐的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.1 层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.2 LiF包覆的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.3 Li_2TiO_3 包覆的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.4 Li_3PO_4 包覆的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的晶体结构分析
3.3.2 材料的形貌、表面微观结构及化学组成分析
3.3.3 材料的电化学性能分析
3.3.4 材料循环后的形貌分析
3.4 本章小结
第4章 K_2Cr_2O_7 溶液预处理的富锂锰基层状正极材料的电化学性能研究
4.1 引言
4.2 K_2Cr_2O_7 溶液预处理的富锂锰基层状正极材料的的制备
4.2.1 多孔富锂锰基层状Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]O_2 正极材料的制备
4.2.2 K_2Cr_2O_7 溶液预处理的富锂锰基层状正极材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的晶体结构分析
4.3.2 材料的形貌、表面微观结构及化学组成分析
4.3.3 材料的电化学性能分析
4.4 本章小结
第5章 纳米级La PO4 包覆Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备及其电化学性能研究
5.1 引言
5.2 纳米级La PO_4 包覆的Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备
5.2.1 Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备
5.2.2 纳米级La PO_4 包覆的Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备..
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的晶体结构分析
5.3.2 材料的形貌、表面微观结构及化学组成分析
5.3.3 材料的电化学性能分析
5.3.4 材料循环后的形貌分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
科研成果
本文编号：3179700
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展历史
1.2.2 锂离子电池的结构组成及工作原理
1.3 锂离子电池正极材料简介
1.3.1 层状结构LiMO_2 正极材料
1.3.2 尖晶石结构LiM_2O_4 正极材料
1.3.3 橄榄石结构LiMPO_4 正极材料
1.3.4 其他正极材料
1.4 富锂正极材料的研究现状
1.4.1 富锂正极材料的结构及组成
1.4.2 富锂正极材料的充放电机理
1.4.3 富锂正极材料的制备方法
1.4.4 富锂正极材料存在的问题及改性研究
1.5 本课题的研究意义及主要研究内容
第2章 实验方法
2.1 主要化学试剂和实验仪器
2.1.1 化学试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的物理表征
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)及结构精修
2.2.2 拉曼光谱分析(Raman)
2.2.3 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)-能量色散X射线谱(EDS)分析
2.2.5 X-射线电子能谱分析(XPS)
2.3 扣式电池的制备
2.3.1 电极极片的制备
2.3.2 扣式电池的组装
2.4 材料的电化学性能表征
2.4.1 恒电流充放电测试
2.4.2 电化学阻抗测试(EIS)
2.4.3 恒电流间歇滴定技术(GITT)
第3章 包覆不同锂盐的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备及电化学性能比较
3.1 引言
3.2 包覆不同锂盐的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.1 层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.2 LiF包覆的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.3 Li_2TiO_3 包覆的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.2.4 Li_3PO_4 包覆的层状-尖晶石异质结构的富锂正极材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的晶体结构分析
3.3.2 材料的形貌、表面微观结构及化学组成分析
3.3.3 材料的电化学性能分析
3.3.4 材料循环后的形貌分析
3.4 本章小结
第4章 K_2Cr_2O_7 溶液预处理的富锂锰基层状正极材料的电化学性能研究
4.1 引言
4.2 K_2Cr_2O_7 溶液预处理的富锂锰基层状正极材料的的制备
4.2.1 多孔富锂锰基层状Li[Li_(0.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)]O_2 正极材料的制备
4.2.2 K_2Cr_2O_7 溶液预处理的富锂锰基层状正极材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的晶体结构分析
4.3.2 材料的形貌、表面微观结构及化学组成分析
4.3.3 材料的电化学性能分析
4.4 本章小结
第5章 纳米级La PO4 包覆Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备及其电化学性能研究
5.1 引言
5.2 纳米级La PO_4 包覆的Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备
5.2.1 Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备
5.2.2 纳米级La PO_4 包覆的Li_(1.2)Ni_90.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2 正极材料的制备..
5.3 结果与讨论
5.3.1 材料的晶体结构分析
5.3.2 材料的形貌、表面微观结构及化学组成分析
5.3.3 材料的电化学性能分析
5.3.4 材料循环后的形貌分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
科研成果
本文编号：3179700
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3179700.html
