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文檔簡介
1、本文主要圍繞鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2存在的高電壓區(qū)間電化學性能差及高倍率循環(huán)性能差這一主題,在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的合成及改性方面展開了一些研究。本文首次對高溫固相法碳包覆改性LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2進行了系統(tǒng)的研究。首次研究了Mg-Cl共摻雜對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料結構和電化學性能的影響。首次對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiCoO2混
2、合正極材料應用可行性進行了研究。本文主要從以下幾方面展開工作:
利用易分解的醋酸鹽,采用易實現(xiàn)工業(yè)化生產的高溫固相法合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。單因素實驗和正交實驗研究表明,影響LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2放電比容量的顯著因素依次為煅燒溫度、Li∶(Ni+Co+Mn)摩爾配比和煅燒時間。最佳工藝條件為煅燒溫度850℃,煅燒時間10 h,Li∶(Ni+Co+Mn)=1.05∶1。
分別
3、以葡萄糖、蔗糖、硬脂酸和檸檬酸作為包覆碳源,采用高溫固相法對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2進行碳包覆改性。研究表明包覆碳有利于提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的電子導電率,降低電化學反應中的電荷轉移電阻,增大材料的活性表面積。其中,葡萄糖2wt%包覆的效果最佳。1C和2C倍率下充放電20次后容量仍分別保持在146.8 mAh/g和121.2 mAh/g。
通過研究Mg2+不同取代位和Mg-Cl共摻雜對
4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影響發(fā)現(xiàn),Mg2+的最佳取代位是Mn4+位。Mg-Cl共摻雜能進一步提高材料的結構穩(wěn)定性和導電性。其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3-0.02Mg0.02O1.98Cl002具有最佳的電化學性能。0.5C、1C和2C倍率下循環(huán)20次后容量仍分別保持在180.3 mAh/g、157.5 mAh/g和127.5 mAh/g,容量保持率高達95.5%、89.9%和87.8%。LiNi1/3Co1
5、/3Mn1/3-0.02Mg0.02O1.98Cl0.02是一種有前景的鋰離子電池正極材料。
通過在LiCoO2中混合不同比例的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作為鋰離子電池正極材料的研究表明,混合材料的電化學性能主要由電位較高的LiCoO2材料決定。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2混合量在50wt%以下時不會降低正極材料的容量和倍率循環(huán)性能。因此,使用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiCoO2的混合
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