LiCoO2正極材料是當(dāng)前鋰離子電池商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的正極材料之一，但自身缺陷如鈷資源儲量少、對環(huán)境不友好等問題制約了其進一步發(fā)展，而與LiCoO2結(jié)構(gòu)相似的三元復(fù)合材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM)正逐漸成為新一代鋰離子電池正極材料。對其研究獲得如下結(jié)果： 1.采用傳統(tǒng)的高溫固相法制備層狀NCM正極材料，探索燒結(jié)制度、原料及球磨速度等工藝條件對NCM性能的影響。測試結(jié)果表明，當(dāng)采用Co3O4(1)作為鈷源，球磨轉(zhuǎn)速為300r/min，球磨時間為4h，燒結(jié)制度為600℃預(yù)燒5h、950℃燒結(jié)20h時合成的NCM具有最好的電化學(xué)性能。 2.將Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驅(qū)體與LiNO3為原料制備NCM，在750℃-950℃范圍內(nèi)考察燒結(jié)溫度對產(chǎn)物NCM的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響；并在最佳燒結(jié)條件下對NCM進行球磨-退火處理，考察退火溫度對NCM性能的影響。測試結(jié)果表明，850℃燒結(jié)下，樣品具有最好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。對材料退火處理后，材料的循環(huán)性能和倍率性能進一步提高，800℃退火處理的NCM材料倍率性能最好，在5C大電流放電下的放電比容量達到116.6...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
引言
1 緒論
    1.1 鋰離子電池簡介
        1.1.1 鋰離子電池工作原理
        1.1.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)
        1.1.3 鋰離子電池的優(yōu)缺點
    1.2 全固態(tài)鋰電池簡介
        1.2.1 全固態(tài)鋰電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 全固態(tài)鋰電池的優(yōu)點
        1.2.3 全固態(tài)鋰電池目前需克服的問題
    1.3 常用鋰二次電池正極材料研究進展
        1.3.1 LiCoO₂正極材料
        1.3.2 LiNiO₂正極材料
        1.3.3 LiMn₂O₄正極材料
        1.3.4 LiFePO₄正極材料
    1.4 三元層狀 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正極材料研究進展
    1.5 選擇課題的思路與研究內(nèi)容
        1.5.1 選擇課題的思路
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 實驗研究方法
    2.1 引言
    2.2 實驗主要原材料及設(shè)備
        2.2.1 實驗主要設(shè)備
        2.2.2 實驗主要原料
    2.3 材料表征
        2.3.1 X-射線粉末衍射(XRD)測試
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)測試
        2.3.4 電化學(xué)性能表征
        2.3.5 全固態(tài)鋰電池電化學(xué)性能測試
        2.3.6 電化學(xué)阻抗(EIS)測試
3 固相法制備 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O2

    3.1 引言
    3.2 固相法合成 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂研究工藝
        3.2.1 鈷源對合成 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的影響
        3.2.2 球磨速度對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的影響
        3.2.3 預(yù)燒溫度對合成 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的影響
        3.2.4 燒結(jié)溫度對合成 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 熱處理工藝對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂性能的影響
    4.1 引言
    4.2 不同燒結(jié)溫度制備 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂

        4.2.1 不同燒結(jié)溫度對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 燒結(jié)溫度對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂電化學(xué)性能的影響
    4.3 退火工藝對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的影響
        4.3.1 不同退火溫度對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 退火工藝對 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂電化學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 Al₂O₃表面改性LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的工藝研究
    5.1 引言
    5.2 不同包覆方法制備 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂

    5.3 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的性能表征
        5.3.1 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂電化學(xué)性能表征
    5.4 溶膠-凝膠法制備 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂

        5.4.1 燒結(jié)溫度對 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂結(jié)構(gòu)的影響
        5.4.2 燒結(jié)溫度對 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂電化學(xué)性能的影響
        5.4.3 包覆量對 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂結(jié)構(gòu)的影響
        5.4.4 包覆量對 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂電化學(xué)性能的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂在全固態(tài)鋰電池中的電化學(xué)性能研究
    6.1 引言
    6.2 高溫固相法制備的 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的電化學(xué)性能
    6.3 退火工藝處理的 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的電化學(xué)性能
    6.4 Al₂O₃包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料的電化學(xué)性能
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
在學(xué)研究成果
致謝



本文編號：4002103

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