鋰離子電池正極材料LiNi1-3Co1-3Mn1-3O2的制備及其改性研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代碼：學(xué)號：廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)118452111106034鋰離子電池正極材料LiNil／3C01／3Mnl／302的制備及其改性研究付成波指導(dǎo)教師姓名、職稱：超直墓副熬援學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：廑旦絲堂學(xué)生所屬學(xué)院：輕王化王堂院論文答辯日期：2Q!壘生旦摘要摘要鋰離子電池三元材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料合成的LlqqixCOl2，小佃x02，里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，LiNix

2、C012xMnx02相對于LiC002而言具有更高的可逆容量和熱穩(wěn)定性，同時(shí)它成本低、毒性低，已經(jīng)引起了越來越多的研究者們研究。在眾多的LiNixCol2xMnx02層狀結(jié)構(gòu)的研究中，由于LiNil／3Col／3Mnl，302具有較高的初始放電容量和穩(wěn)定的循環(huán)性能，因而成為最有前途的高能量的正極材料。為了進(jìn)一步提高LiNil，3Col／3Mnl，302材料的電學(xué)性能，我們對LiNil，3Col，3Mnl／302及其改性進(jìn)行了研究。本文以

3、Ni、Co、Mn的醋酸鹽為原料，檸檬酸為絡(luò)合劑，通過溶膠凝膠法制備了具有單一六方晶系的層狀的LiNil／3Col，3Mnl／302材料。通過XRD、SEM測試對合成樣品的晶體結(jié)構(gòu)和形貌分布進(jìn)行了表征，結(jié)合恒流充放電、CV等測試方法對樣品的電化學(xué)性能進(jìn)行分析。采用溶膠凝膠法和煅燒工藝，優(yōu)化了合成條件，得到結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能良好的LiNil／3Col／sMnl，302材料。研究表明：檸檬酸摩爾比例為n(C6H807I120)n(Li)=1：o7

4、5，400℃預(yù)燒4h，8000C焙燒12h，所得樣品具有理想的0tNaFe02型層狀結(jié)構(gòu)，顆粒分布均勻(約200nm左右)，無嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象，且表現(xiàn)出較佳的電化學(xué)性能。01C倍率下，首次放電比容量為1684mAhg1，30次循環(huán)后容量保持率為951％。05C、1C和2C倍率下的首次放電比容量分別為167。3mAhg～、1519mAhg‘1和1379mAhg1，50次循環(huán)后容量的保持率為947％、863％和764％，顯示出良好的倍率性能。

5、在優(yōu)化工藝基礎(chǔ)上制備了Zn、Cu摻雜的Li(Nil／3CousMnu3)1xMx02(x_0，002，005，008；M=Zn、Cu)樣品。利用XRD、SEM、充放電測試儀、電化學(xué)工作站等對合成樣品的物相微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了表征和測試，當(dāng)Zn摻雜量叟％時(shí)，材料表現(xiàn)出單一的層狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)Zn含量5％時(shí)，圖譜中出現(xiàn)了ZnO的衍射峰。Zn摻雜對材料的顆粒尺寸及電學(xué)性能的沒有明顯的作用，當(dāng)x=002時(shí)，01C首次充放電有略微降低，05C放電