层状富锂锰基正极材料Li 1.2 Ni 0.2 Mn 0.6 O 2 的制备及阴阳离子共掺杂改性研究

发布时间：2025-02-05 16:56

　　层状富锂锰基固溶体正极材料xLi₂MnO₃·（1-x）LiMO₂凭借高电压平台、高比容量、高能量密度等优点成为近年来正极材料研究领域的热点之一。但是富锂锰基材料本身所具有的一些缺陷在很大程度上限制了该正极材料的进一步发展,因此有必要通过改性的方法改善其电化学性能,以满足更高的应用要求。本文以层状富锂锰基正极材料Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂为研究对象,以解决富锂锰基正极材料循环稳定性和倍率性能差等缺陷为主要目的,对其进行阴、阳离子掺杂改性,得到性能最佳的共掺杂改性后的正极材料Li_1.12Na_0.08Ni_0.2Mn_0.6O_1.95F_0.05。同时,采用丰富的表征手段,系统研究了阴阳离子掺杂改性对材料结构、形貌及电化学性能的影响及其作用机理。主要研究内容如下:分别以CH₃COONa和N...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池发展历程
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
        1.2.3 锂离子电池的特点
    1.3 锂离子电池正极材料
        1.3.1 层状结构正极材料
        1.3.2 尖晶石结构正极材料
        1.3.3 橄榄石结构正极材料
    1.4 富锂锰基正极材料的研究进展
        1.4.1 层状富锂锰基固溶体正极材料概述
        1.4.2 层状富锂锰基固溶体正极材料的结构机理
        1.4.3 层状富锂锰基固溶体正极材料的制备方法
        1.4.4 层状富锂锰基固溶体正极材料的改性研究
    1.5 本文的选题背景和研究内容
第二章 实验试剂、仪器及方法
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 化学试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 扫描电子显微镜分析
        2.2.3 透射电子显微镜分析
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
        2.2.5 拉曼光谱
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 电极片的制备及电池的组装
        2.3.2 恒电流充电测试
        2.3.3 循环伏安测试
        2.3.4 电化学阻抗谱测试
第三章 富锂锰基正极材料的阳离子掺杂改性研究
    3.1 引言
    3.2 材料制备
        3.2.1 制备不同Na源掺杂的正极材料
        3.2.2 制备不同Na含量掺杂的正极材料
    3.3 不同Na源掺杂Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂ 的性能研究
        3.3.1 材料的结构分析
        3.3.2 材料的形貌分析
        3.3.3 材料的电化学性能分析
    3.4 不同Na含量掺杂Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂ 的性能研究
        3.4.1 材料的结构分析
        3.4.2 材料的形貌分析
        3.4.3 材料的电化学性能分析
    3.5 本章小结
第四章 富锂锰基正极材料的阴阳离子共掺杂改性研究
    4.1 引言
    4.2 材料制备
        4.2.1 制备不同F源掺杂的正极材料
        4.2.2 制备阴阳离子共掺杂的正极材料
    4.3 不同F源掺杂Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂ 的性能研究
        4.3.1 材料的结构分析
        4.3.2 材料的形貌表征
        4.3.3 材料的电化学性能分析
    4.4 阴阳离子共掺杂Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂ 的性能与机理研究
        4.4.1 材料的结构分析
        4.4.2 材料的形貌分析
        4.4.3 材料的元素价态分析
        4.4.4 材料的电化学性能分析
    4.5 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果



本文编号：4030153