LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 正极材料的制备及其包覆改性研究

发布时间：2023-10-14 09:04

　　在锂离子电池正极材料的探索中,尖晶石型LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料具有能量密度大、功率密度高等优势,成为动力设备储能电源的首选材料之一。目前,为了进一步提高材料的大倍率充放电性能,以更好的满足锂离子电池在高功率设备领域的应用,还需进一步提高锂离子的传输速率。研究发现,纳米级LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料能够有效的提升锂离子在材料颗粒间的传输速率,但过大的接触界面会加快电解液对材料表面的侵蚀,降低电池使用寿命;同时,纳米颗粒的低结晶度也会导致材料电化学活性降低,电池容量不能得到有效提升。如能制得由纳米尺寸颗粒团聚形成的微米级球形结构材料,可兼顾纳米材料优异动力学优势以及微米材料宏观稳定的优点,电池的综合性能将得到进一步提升。本文通过共沉淀法合成了具有中空球形结构的LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料,并通过调节溶剂体系中水/乙醇比例探究了乙醇加入量对材料形貌、尺寸及其电化学性能的影响。研究发...

【文章页数】：65 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 锂离子电池的结构和工作原理
    1.3 锂离子电池负极材料简介
    1.4 锂离子电池电解质简介
    1.5 锂离子电池正极材料研究概况
        1.5.1 层状结构正极材料
        1.5.2 聚阴离子型正极材料
        1.5.3 尖晶石型正极材料
    1.6 LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 正极材料的制备方法
        1.6.1 固相法
        1.6.2 共沉淀法
        1.6.3 溶胶凝胶法
        1.6.4 静电纺丝法
        1.6.5 喷雾干燥法
        1.6.6 流变相法
    1.7 LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 正极材料的的改性研究
        1.7.1 特殊形貌
        1.7.2 离子掺杂改性
        1.7.3 表面包覆改性
        1.7.4 晶面调控
    1.8 论文主要研究内容及意义
第2章 实验方法
    2.1 实验药品及仪器设备
        2.1.1 实验药品与材料
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 材料表征手段
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.4 X射线光电子能谱测试(XPS)
        2.2.5 电化学交流阻抗测试(EIS)
        2.2.6 电化学性能测试
    2.3 正极片的制备与半电池组装
        2.3.1 正极片的制备
        2.3.2 半电池的组装
第3章 中空球形LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 材料的制备及电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
第4章 Al₂O₃ 包覆中空球形LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 材料的制备及电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3854015