鋰離子電池富鋰層狀固溶體正極材料制備及性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展,鋰離子電池開始被應(yīng)用于電動汽車、智能電網(wǎng)及儲能電站等新領(lǐng)域。而這些應(yīng)用要求鋰離子電池具有更高的能量密度和功率密度,同時具有良好的安全性和環(huán)境友好的特點。富鋰層狀固溶體正極材料,可用通式xLi2MnO3·(1-x)LiMO2來表示,0≤x≤1,其中M可以是一種或幾種過渡金屬元素,因其具有比容量高、成本低、安全性好和對環(huán)境友好等優(yōu)點,所以被眾多學(xué)者視為下一代鋰離子電池正極材料的理想之選。
　　圍繞富鋰層狀固溶體正極材料

2、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,也可改寫為Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,本論文主要完成了以下工作:
　　首先,采用共沉淀法合成了Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料,并以蔗糖為碳源,對其進(jìn)行表面碳包覆改性。研究了蔗糖添加量對碳包覆Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料的物理性能和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,蔗糖的添加量是影響碳包覆Li1.2

3、Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料電化學(xué)性能的重要因素。其中蔗糖添加量為3％的碳包覆Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料具有最好的電化學(xué)性能,特別是倍率性能。蔗糖添加量為3%合成的碳包覆Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料在1C、2C和5C倍率下的放電比容量分別為198.1mAh/g、179.6、151.3,而Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的放電比容量分別僅為194.5m

4、Ah/g、168.7mAh/g、135.7mAh/g。
　　其次,采用沉淀法和浸漬法對Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正極材料進(jìn)行CePO4表面包覆改性。研究發(fā)現(xiàn)采用沉淀法對 Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2正極材料進(jìn)行CePO4表面包覆改性可以明顯改善材料的電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性,尤其是倍率性能的提高。在1C、2C、5C和10C倍率下 Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的放電比容

5、量分別為171mAh/g、103mAh/g、48mAh/g和6mAh/g,而沉淀法合成的CePO4包覆Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料在相同倍率下的放電比容量分別為231mAh/g、205mAh/g、172mAh/g和110mAh/g。
　　最后,采用亞磷酸三甲酯作為電解液添加劑,以1mol/L LiPF6/EC+DEC(質(zhì)量比為1:1)為基準(zhǔn)電解液,制備了新型的耐高電壓電解液。研究了新型的耐高電壓電解液對于