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、近年來,人們對鋰離子二次電池正極材料進(jìn)行了大量的研究。LiCoO2材料由于高電壓、高容量和循環(huán)性能優(yōu)異,目前是商業(yè)應(yīng)用的主要材料。LiNiO2也被作為一種有潛力的正極材料被廣泛研究。鋰離子蓄電池具有比能量高、自放電率低、工作電壓高、對環(huán)境友好及無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),具有十分廣闊的應(yīng)用前景。正極材料的研究是鋰離子二次電池的核心技術(shù)之一。尖晶石型LiMn2O4正極材料由于其資源豐富,價(jià)格便宜,對環(huán)境友好,合成工藝簡單,安全性好,被公認(rèn)為是新一代

2、鋰離子電池最有希望的正極材料之一,但是該材料目前還存在初始容量較低、容量衰減快等問題。本文概述了鋰離子電池正極材料的研究和發(fā)展現(xiàn)狀,對尖晶石型LiMn2O4正極材料的衰減機(jī)理做了詳細(xì)說明,總結(jié)了現(xiàn)有的幾種改進(jìn)方法,還對該材料的各種制備方法做了簡單介紹。 本文首先研究了焙燒溫度對溶膠—凝膠法合成尖晶石錳酸鋰正極材料結(jié)構(gòu)和性能的影響,得到如下結(jié)論:在我們的實(shí)驗(yàn)條件下,焙燒時(shí)分三段(150℃焙燒8小時(shí)→300℃焙燒12小時(shí)→750℃焙

3、燒12小時(shí))進(jìn)行即得到純相的、性能較好的尖晶石錳酸鋰。通過XRD、SEM對材料的性能進(jìn)行了表征,并用所制備的材料制作成電池,通過充放電測試,進(jìn)一步研究了材料的電化學(xué)性能。在750℃下,LiMn2O4的首次放電比容量為127.9mAh/g,循環(huán)35次后其放電比容量仍保持在114.8mAh/g,容量保持率為89.8%。 對尖晶石錳酸鋰進(jìn)行體相陰陽離子摻雜是本文的研究重點(diǎn)。通過Ni2+、F—陰陽離子復(fù)合摻雜制備了摻雜改性尖晶石LiNi

4、xMn2-xO4—yFy(x=0.03、0.05、0.1;y=0、0.05、0.1),考察了溫度和摻雜量的影響,通過XRD、SEM對材料的性能進(jìn)行了表征,并用所制備的材料制作成電池,進(jìn)一步研究了材料的電化學(xué)性能。研究認(rèn)為Ni2+摻雜都能改善尖晶石錳酸鋰正極材料的循環(huán)性能,F(xiàn)—能夠提高初始放電比容量,綜合考慮穩(wěn)定放電比容量與循環(huán)性能,750℃時(shí)燒結(jié)12h得到的LiNi0.1Mn1.9O3.95F0.05粉體具有較好的電化學(xué)性能,首次放電比

5、容量達(dá)106.1mAh/g,循環(huán)35次后,其放電比容量保持在102.4mAh/g,容量保持率為96.5%。 通過Cr3+、F—進(jìn)行摻雜改性合成了LiCrxMn2-xP4—jyFy(x=0.03、0.05、0.1;y=0、0.05、0.1),考察了不同的溫度和摻雜量的影響,通過XRD、SEM對材料的性能進(jìn)行了表征,并用所制備的材料制作成電池,進(jìn)一步研究了材料的電化學(xué)性能,通過本實(shí)驗(yàn)測試,獲得了最佳合成條件:溫度為750℃,x=0.

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