高容量富锂三元材料的制备与性能研究

发布时间：2025-05-27 02:44

　　本课题以新型高容量富锂正极材料的研究开发为目标,重点探讨了富锂材料xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的合成与改性,采用X射线衍射、扫描电镜、充放电测试、交流阻抗等表征了所制备材料结构与性能的关系,取得如下成果:xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的制备工艺研究结果表明,采用氢氧化物前驱体更易于制得层状结构完善、电性能优良的正极材料。pH值和氨水浓度会影响所制前驱体的镍钴锰原子比以及晶粒和颗粒形貌。煅烧温度与时间对所制材料的晶粒发育、层状结构完善性及电性能有比较显著的影响。经优化,采用NaOH溶液为沉淀剂,在pH值为11.5、氨水浓度为0.5 mol/L条件下所制备前驱体的镍、钴、锰原子比最接近既定的比例,混锂后850℃煅烧12 h所制备Lii.167Mn0.433Ni0.3Co0.1O2材料具有优良的层状结构和电化学性能,其首次放电容量251.5 mAh/g,首轮效率为77.5%,0.5 C循环50圈后的容量保持在180 mAh/g,容量保持率为89%以上。xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(x...

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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 锂离子电池的发展简史
        1.2.2 锂离子电池的组成与工作原理
        1.2.3 锂离子电池的优势
    1.3 锂离子电池正极材料
        1.3.1 层状正极材料
        1.3.2 尖晶石氧化物
        1.3.3 橄榄石结构正极材料
    1.4 高容量富锂锰基正极材料
        1.4.1 结构特征
        1.4.2 制备方法
        1.4.3 充放电机制
        1.4.4 存在的问题及解决方法
    1.5 论文的研究意义及主要内容
第二章 实验仪器与实验方法
    2.1 实验设备与试剂
        2.1.1 实验设备
        2.1.2 实验试剂
    2.2 富锂锰基正极材料的制备和表征
        2.2.1 材料的制备与电池组装
        2.2.2 材料电化学性能测试
        2.2.3 材料的表征
第三章 富锂锰基正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(Li_(1.167Mn_0.433Ni_0.3Co_0.1O₂)的制备与性能
    3.1 引言
    3.2 共沉淀法合成Li_1.167Mn_0.433Ni_0.3Co_0.1O₂正极材料
    3.3 共沉淀法合成Li_1.167Mn_0.433Ni_0.3Co_0.1O₂正极材料的条件优化
        3.3.1 前驱体制备中沉淀剂的优化
        3.3.2 前驱体制备中pH值的优化
        3.3.3 前驱体制备中氨水浓度的优化
        3.3.4 煅烧温度的优化
        3.3.5 煅烧时间的优化
    3.4 小结
第四章 xLi₂MnO₃·(1-x)LiNi_0.6Co_0.2O₂正极材料的构效关系研究
    4.1 引言
    4.2 X射线衍射(XRD)测试结果及分析
    4.3 扫描电镜(SEM)测试结果及分析
    4.4 电化学性能分析
    4.5 小结
第五章 富锂锰基正极材料Li_1.167Mn_0.433Ni_0.3Co_0.1O₂改性研究
    5.1 引言
    5.2 K离子掺杂改性研究
        5.2.1 X射线衍射(XRD)测试结果及分析
        5.2.2 扫描电镜(SEM)测试结果及分析
        5.2.3 电化学性能分析
    5.3 AlP04包覆改性研究
        5.3.1 X射线衍射(XRD)测试结果及分析
        5.3.2 扫描电镜(SEM)测试结果及分析
        5.3.3 电化学性能分析
    5.4 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
导师和作者介绍
附件



本文编号：4047382