锂离子电池高镍正极材料LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 的制备及其包覆改性研究

发布时间：2022-10-05 17:19

　　锂离子电池作为绿色新型能源具有巨大发展前景,而高镍三元正极材料凭借容量高、成本低、损耗小等优点,近年来得到了广泛的关注。然而,高镍三元材料的循环寿命不足,结构稳定性和热稳定性差,初始库伦效率较低,这些短板限制了其实际应用。针对这些问题,我们从结构控制、表面包覆的角度着手,使用溶胶-凝胶法制备了性能稳定的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）高镍三元正极材料,并对其进行了改性。主要内容如下:首先,合成了不同质量比的LiAlO2包覆的NCM811材料,分析发现包覆层对NCM811颗粒的大小和形貌几乎不产生影响,但会使材料晶胞参数变大、阳离子混排程度降低和表面Ni3+比例增加。通过调整LiAlO2包覆量,提高了材料的锂离子扩散系数。与原始NCM811材料相比,3wt%LiAlO2包覆的材料在1C、5C、10C的放电比容量分别为 182.1 mAhg-1、152.6mAhg-1、137.2 mAhg-1。1C 室温 25℃循环50次后,电池的容量保持率约83.9%,且循环稳定性随包覆材料用量的增加而增加。其次,合成了不同Li2ZrO3包覆量的NCM811材料。Li2ZrO3是锂... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 锂离子电池
        1.1.1 锂离子电池工作原理
        1.1.2 锂离子电池组成
    1.2 锂离子电池正极材料简介
        1.2.1 尖晶石结构正极材料
        1.2.2 聚阴离子材料
        1.2.3 三元层状正极材料(LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO_2)
    1.3 高镍三元正极材料研究现状
        1.3.1 高镍三元材料制备方法
        1.3.2 高镍三元材料目前存在的问题
        1.3.3 高镍三元材料的改性
    1.4 本课题的选题意义及主要研究思路
2 实验试剂、仪器及材料表征测试
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 材料表征与测试仪器
        2.2.1 X射线衍射仪(XRD)
        2.2.2 扫描、透射电子显微镜(SEM、TEM)
        2.2.3 X射线光电子能谱仪(XPS)
    2.3 材料电化学性能测试
        2.3.1 正极片的制备
        2.3.2 电池的组装
        2.3.3 充放电测试
        2.3.4 交流阻抗及循环伏安测试
3 LiAlO_2包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备及电化学性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
    3.3 材料表征
    3.4 材料电化学性能测试
    3.5 LiAlO_2包覆NCM811三元材料机理分析
    3.6 本章小结
4 Li_2ZrO_3包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备及电化学性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
    4.3 材料表征
    4.4 材料电化学性能测试
    4.5 本章小结
5 Li_2TiO_3-PANI双包覆LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备及电化学性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
    5.3 材料表征
    5.4 材料电化学性能分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3686187