2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、尖晶石錳酸鋰正極材料是鋰離子電池正極材料中的一種,優(yōu)點(diǎn)眾多:原料成本低,價格低廉,安全性能好,電壓平臺高,合成難度低,對環(huán)境友好等,被認(rèn)為是具有商業(yè)化潛質(zhì)的正極材料之一。雖然優(yōu)點(diǎn)眾多,但是存在循環(huán)性能及高溫環(huán)境下電化學(xué)性能差的缺點(diǎn),這阻礙了尖晶石型錳酸鋰(LiMn2O4)的進(jìn)一步大規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。為了解決該正極材料的缺點(diǎn),本文通過對合成工藝的優(yōu)化、表面包覆兩大方面,改善常溫或者高溫下的尖晶石錳酸鋰的電化學(xué)性能及循環(huán)型性能。并通過SEM,

2、XRD,TG-DTG,CV曲線以及電化學(xué)測試對所合成的樣品進(jìn)行表征,觀察其表面形貌,晶體結(jié)構(gòu),電化學(xué)性能等特征,并對這些測試結(jié)果分析研究,主要包括以下兩方面:
  1.高溫固相法合成。原料采用MnO2和Li2CO3,考察煅燒溫度及預(yù)球磨。
 ?。╝)燒結(jié)溫度的影響。分別考察了一段式燒結(jié)及二段式燒結(jié)的燒結(jié)溫度。通過合成材料的晶粒形貌、晶體結(jié)構(gòu)及電化學(xué)測試結(jié)果分析,結(jié)果表明,在常溫下,0.5C循環(huán),一段式燒結(jié)材料時溫度 T=80

3、0℃下合成的樣品的電化學(xué)性能最佳,初始容量為115.1mAh/g,20次循環(huán)后的容量保持率為88.1%;二段式燒結(jié)材料時終燒溫度也是在T終=800℃時電化學(xué)性能最好,初始容量達(dá)到127mAh/g,在第20次循環(huán)時的放電比容量仍然在117.5 mAh/g,容量保持率高達(dá)92.7%。
  (b)球磨條件的影響??疾祀娊舛趸i(EMD)預(yù)球磨過程中球的大小和質(zhì)量配比對EMD粒徑和形貌的影響以及對合成的LiMn2O4電化學(xué)性能的影響。試

4、驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)全部使用小球(直徑6mm)預(yù)磨MnO2時,所制備的LiMn2O4尖晶石樣品的晶粒尺寸適中,分布均勻,形貌較好。常溫下,0.5C倍率,在3.4~4.35V電壓下,LiMn2O4的首次及第20次的放電比容量分別為120mAh/g和116mAh/g。
  2.表面包覆。利用高溫固相法合成尖晶石LiMn2O4,并采用溶膠-凝膠法在尖晶石 LiMn2O4表面包覆 Li4Ti5O12,制備了不同包覆量以及不同退火溫度包覆后的正極

5、材料。掃描電鏡及X-射線衍射測試結(jié)果表明,LiMn2O4表面包覆Li4Ti5O12后,其晶體結(jié)構(gòu)保持不變,Li4Ti5O12顆粒僅附著在 LiMn2O4的表面而已。模擬電池分別在室溫以及高溫(55℃)下,0.5C倍率充放電測試,結(jié)果顯示:包覆量x=1.5%以及退火溫度T=600℃的包覆條件材料的電化學(xué)性能最佳。尤其是在高溫(55℃)下,包覆量x=1.5%的容量保持率達(dá)到89%,退火溫度T=600℃的容量保持率達(dá)到87%,而未包覆的LiM

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