層狀尖晶石復合正極材料lini0.5mn0.5o2limn1.9al0.1o4的制備、結(jié)構(gòu)及電化學性能研究

1、分類號tQ!』：2密級：聳玨l形II單位代碼：!Q塹學號；2Q!』12QlQ!!鉀瓤史學碩士學位論文⑩中文論文題目：層鑒二塞矗蠆復企垂拯撾粒墜i塑粒。虹選墜壘5Q苫=Li叢望!：2△如壘數(shù)劍疊：箜擅區(qū)電氈堂絲熊班窺英文論文題目：一Synthesisstructureandelectrochemicalperformanceoflayeredspinelintegrated墜i盟粒：5叢ⅡQ：51k曼=i叢D!：鹼!mig￡Q磐EQi!￡

2、￡a!hQ出墨!￡!i些ig蟲蟲Ⅱg鰱￡照簽論文作者：田苤洼指導教師：量茲斂專業(yè)名稱：氈生研究方向：篷煎鹽牲所在學院：也堂生撾撾疊堂堂睫論文提交日期：迎；]生5月!墜目論文答辯日期：盈n生s且≥l目摘要JIIIIIIlrlIIIIFlUlIIIIlrlIIrllIY3223252層狀一尖晶石復合正極材料LiNio5Mno502LiMnl9A10104的制備、結(jié)構(gòu)及電化學性能研究化學專業(yè)研究生田米潔指導教師賃敦敏教授摘要近年來，隨著環(huán)境問

3、題的加劇和資源緊缺，能源材料被廣泛關(guān)注。如何高效的利用能源也變得尤為重要。在眾多儲能裝置中，鋰離子電池因其具有高安全性、無記憶效應(yīng)和高比能量等優(yōu)點而被大量研究。作為典型的層狀正極材料，LiNi02具有理論容量高(200mAh百1)、安全性好等優(yōu)點，然而該材料差的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性限制了其商業(yè)化。以Mn”部分取代Ni2形成的LiNio5Mno502正極材料具有較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；然而，改性后的該材料的容量仍然不能滿足商業(yè)化的要求。另一方面，尖晶石Li

4、Mn204由于其原料廉價易得、環(huán)境友好，而被認為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ恼龢O材料。然而，尖晶石LiMn204材料在循環(huán)過程中容量迅速衰退限制了材料的實際應(yīng)用。將A13摻雜到尖晶石LiMn20。正極材料中，由于A1O鍵的鍵能明顯高于MnO鍵，Al摻雜的LiMnl9Alo104正極材料的循環(huán)性能得到改善。目前，多元復合正極材料(如層狀層狀、層狀尖晶石等)兼具構(gòu)成組分的優(yōu)點，且具有高的比容量而備受關(guān)注。本文將改性后的層狀LiNio5Mno502和

5、尖晶石LiMnl9Alo104正極材料復合，制備了復合正極材料xLiNio5Mno502(1x)LiMnl9AlO104(LNMLMAx)，研究了組分、燒結(jié)溫度以及pH值對正極材料的結(jié)構(gòu)、微觀形貌和電化學性能的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)采用溶膠凝膠法制各了xLiNio5Mno502(1x)LiMnl9Alo104復合正極材料，研究了組分對復合材料的結(jié)構(gòu)、微觀形貌及電化學性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著x的增加，復合材料逐漸由層狀

6、(六方相)向尖晶石(立方相)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，當x=025075時，材料為立方相和六方相兩相共存。所制備的材料的平均晶粒尺寸約為130～200nnl；且當z=05時，材料的平均晶粒尺寸最／Jx(130rim)。相比于層狀和尖晶石正極材料，復合材料的電化學性能明顯提高。當x=05時，復合材料具有最大的首次放電比容量(O1C，236mAhg1)、較優(yōu)的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。(2)采用溶膠凝膠法制備了05LiNi05Mno50205LiMnl9Alo