高電壓鋰離子電池正極材料lini0.5mn1.5o4的制備及改性研究

1、蘭州理工大學碩士學位論文高電壓鋰離子電池正極材料LiNi0.5Mn1.5O4的制備及改性研究姓名：史新明申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工藝指導教師：李貴賢；李世友20120606A b s t r a c tT h eg r e a t e s tc h a r a c t e r i s t i c s o fs p i n e l s t r u c t u r e L i N i 0 ．5 M n l ．5 0 4 i s t h

2、eh i g h c h a r g i n g a n d d i s c h a r g i n g v o l t a g e p l a t f o r m ，h i g hp o w e rp e r f o r m a n c ea n d l o w ．c o s t ，w h i c h i s k n o w n a s o n e o f t h e m o s t p o t e n t i a l p o s i

3、 t i v ee l e c t r o d e s i n p o w e r L i t h i u m —i o n b a t t e r y ． B u t t h e p r e p a r a t i o n o fL i N i o ．5 M n l ．5 0 4m a t e r i a lh a ss o m ed i f f i c u l t y ，i t a l s oc a ne a s i l yb ed

4、 i s s o l v e db v e l e c t r o l y t e ，a n d o x i d a t i v e d e c o m p o s i t i o n o f e l e c t r o l y t e u n d e r h i g hv o l t a g e l e a d t o t h e b a d c y c l e p e r f o r m a n c e o f b a t t e

5、r y ，t h e s e l i m i t e d t h ep r a c t i c a l a p p l i c a t i o no fL i N i o ．5 M n l ．5 0 4m a t e r i a l ．G o a l o ft h i s p a p e ri s t om o d i f y t h e c y c l e p e r f o r m a n c e o f c e l l a s s

6、 e m b l e d w i t h L i N i 0 ．s M n l ．5 0 4 ，L i N i 0 ．5 M n l ．5 0 4 a n d i t s d o p e d s a m p l e s a r e p r e p a r e d b y s o l g e ls e l f ．p r o p a g a t i n g m e t h o d ．T h e n t h e m o r p h o l o

7、 g y ， s t r u c t u r e a n de l e c t r o c h e m i c a lp e r f o r m a n c eo f t h es a m p l e sa r et e s t e ds y s t e m a t i c ·F i r s t ．r e s e a r c h p r o g r e s s o ft h e a n o d em a t e r i a l

8、 s o fL i i o n b a t t e r y i sr e v i e w e d ，a n d t h e p r e p a r a t i o n c o n d i t i o n o f L i N i o ．s M n l ．5 0 4 b y s o l g e ls e l f ．p r o p a g a t i n g m e t h o d i s s t u d i e d ．T h e m o r

9、 p h o l o g y a n d i t s p h a s e o fs a m p l e si n t h i s p a p e ra r ei n v e s t i g a t e d u s i n g s c a n n i n g e l e c t r o nm t c r o s c o p y( S E M ) a n dX ．r a yd i f f r a c t i o n ( X R D ) ．T

10、 h er e s u l t ss h o wt h a ts a m p l e sh e a t e da t 8 0 0 0 C f o r 12 h a n d t h e n a n n e a l e d a t 6 0 0 0 C i n a i r r e v e a l u n i f o r m i t yp a r t i c l e Si na p p e a r a n c ea n dn om i s c

11、e l l a n e o u sp h a s em a t e r i a l s ．C h a r g i n ga n dd i s c h a r g i n gt e s t a tc o n s t a n tc u r r e n to f c e l l w i t ht h e s es a m p l e sa st h ea n o d em a t e r i a ls h o w st h i sc e l

12、l i s o fm o r e s t a b l ec y c l ep e r f o r m a n c e ，h i g h e r m e d i a nv o l t a g ea n dh i g h e rd i s c h a r g ee f f i c i e n c y ．S e c o n d l y ，b a s e d o n t h e c o m m o n l y u s e d e l e c t

13、 r o l y t i c a n d s o l v e n t ，an u m b e r o f p o t e n t i a l e l e c t r o l y t e s a r e p r e p a r e d ．C o n d u c t i v i t y t e s t a n de l e c t r o c h e m i c a lw i n d o w s h o w O ．7 m o l ／L l

14、i t h i u mb i s ( o x a l a t o ) b o r a t e ( L i B O B ) -p r o p y l e n ec a r b o n a t e ( P C ) ／d i m e t h y lc a r b o n a t e ( D M C ) i sa p p r o p r i a t ef o r5Vh i g hv o l t a g eL i ．i o nb a t t e

15、r y ．C o m p a r e dw i t he l e c t r o c h e m i c a lp e r f o r m a n c eo fc e l l w i t h 1 ．0 m o l ／LL i P F 6 ．e t h y l e n e c a r b o n a t e ( E C ) ／D M C e l e c t r o l y t e ，c e l lw i t h 0 ．7m o l ／L

16、L i B O B ．P C ／D M Ce l e c t r o l y t e e m e r g e s s u p e r i o r c y c l ep e r f o r m a n c e ，h i g h e rm e d i a nv o l t a g ea n dh i g h e rd i s c h a r g e e f f i c i e n c y ．B e s i d e s ，d o p i n

17、go fL i N i o ．5 M n l ．5 0 4i s i n t r o d u c e di n t h i s p a p e r ．A n de f f e c to f t h e d o p i n g o f r a r e ．e a r t h e l e m e n t o n e l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c e o fL i N i o ．

18、5 M n l ．5 0 4 i s s t u d i e d ．T h e d o p e d s a m p l e s L i N i 0 ．4 5 L a o ．i M n l ．4 5 0 4 m o d i f ye l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c e o f L i N i 0 ．5 M n I ．5 0 4 o b v i o u s l y ．O n c