版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、由于具有高比能量和優(yōu)秀的循環(huán)性能,鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備,但是若要將其應(yīng)用于包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的新市場(chǎng),還需要進(jìn)一步改善。層狀LiCoO2是目前鋰離子電池中應(yīng)用最廣泛的正極材料,但LiCoO2最大的缺點(diǎn)是其昂貴的價(jià)格和令人擔(dān)憂的安全隱患。而尖晶石LiMn2O4成本低廉、無(wú)毒性、錳儲(chǔ)量豐富、優(yōu)良的安全性能和尖晶石結(jié)構(gòu)本身允許鋰離子在晶格中以3D通道來(lái)傳輸而帶來(lái)的優(yōu)秀的倍率性能,被認(rèn)為是LiCoO2最理想的替代材料之一。但是,尖
2、晶石LiMn2O4在長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)下容量會(huì)快速下降,嚴(yán)重阻止了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。這種材料的容量衰減的原因可以歸結(jié)于:(1)當(dāng)Mn的平均價(jià)態(tài)低于+3.5時(shí),尤其是在深度放電時(shí)的Jahn-Teller效應(yīng);(2)在充電至高電壓時(shí)電解液組分有可能不穩(wěn)定;(3)Mn2+離子會(huì)從電極溶解于電解液中。為了解決其容量衰減的問(wèn)題,一種方法是對(duì)錳離子進(jìn)行部分陽(yáng)離子摻雜,合成了通式為L(zhǎng)iMxMn2-xO4(M=Al,Cr,F(xiàn)e,Co,Ni,Cu)的化合物。在上述
3、化合物中有一種部分取代錳離子尖晶石結(jié)構(gòu)的LiNi0.5Mn1.5O4被證明是一種理想的5V正極材料。這種材料不僅循環(huán)性能得到了改善,而且還擁有可接受的比容量(理論比容量147mAh g-1)和高電壓平臺(tái)(4.7VvsLi/Li+)。其缺點(diǎn)是難以合成純相和高電壓時(shí)電解液的分解。本論文以尖晶石LiMn2O4及其衍生物L(fēng)iNi0.5Mn1.5O4為研究對(duì)象,嘗試以納米化或摻雜及表面修飾的方法來(lái)改善它們的電化學(xué)性能,并系統(tǒng)研究了材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)
4、性能之間的關(guān)系,其主要研究結(jié)果和內(nèi)容如下:
?。?)傳統(tǒng)的Al2O3等氧化物包覆材料具有非電活性的缺點(diǎn),采用這些材料對(duì)尖晶石LiMn2O4進(jìn)行表面修飾可以改善其循環(huán)性能,但是通常以犧牲容量為代價(jià)。因此,本文采用本身既可以作為電極材料、可以傳導(dǎo)鋰離子的FePO4作為表面修飾材料對(duì)LiMn2O4進(jìn)行表面處理。FePO4表面處理減小了電極和電解液的接觸面積,減少了副反應(yīng)的發(fā)生從而提高了循環(huán)性能,而且還提高了比容量。
(2)采
5、用固相法合成的微米級(jí)尖晶石LiMn2O4由于鋰離子傳輸距離較長(zhǎng)導(dǎo)致其倍率性能較差,納米化是解決這一問(wèn)題的有效途徑。本文利用高分子作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑合成了具有多孔結(jié)構(gòu)的LiMn2O4納米顆粒。該材料因較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)和較短的擴(kuò)散路徑而具有優(yōu)異的倍率性能,當(dāng)在20C放電時(shí)仍然放出105mAhg-1的容量。該材料對(duì)應(yīng)電極在常溫下以2C循環(huán)時(shí)在1000個(gè)圈后仍然能保持高達(dá)73.3%的容量,在60℃循環(huán)100圈之后容量保持率為77.3%,顯示出優(yōu)
6、秀的循環(huán)性能。
(3)研究了制備方法對(duì)LiNi0.5Mn1.5O4的結(jié)構(gòu)和性能的影響。對(duì)比了使用共沉淀法、固相法和溶膠凝膠法合成LiNi0.5Mn1.5O4的最優(yōu)結(jié)果。由于顆粒大小和Mn3+離子含量的協(xié)同效應(yīng),溶膠凝膠法合成的樣品對(duì)應(yīng)電極倍率性能最好,循環(huán)性能居中;固相法合成的樣品對(duì)應(yīng)電極倍率性能略輸于溶膠凝膠法,循環(huán)性能最差;而共沉淀法合成的樣品顆粒最大,倍率性能最差。
?。?)對(duì)比了Mg和Zn摻雜對(duì)尖晶石LiNi0
7、.5Mn1.5O4儲(chǔ)鋰性能的影響。因兩者摻雜的最優(yōu)結(jié)果中LiZn0.08Ni0.42Mn1.5O4顯示出更好的電化學(xué)性能,所以本文系統(tǒng)的研究了不同Zn摻雜含量在LiZnxNi0.5-xMn1.5O4中對(duì)其結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能的影響。Zn的加入抑制了LiNi0.5Mn1.5O4中雜相的生成,使其顆粒變的更小,提高了高倍率下的容量保持率。此外,在LiZn0.08Ni0.42Mn1.5O4電極表面形成了一層鈍化膜保護(hù)了電極,使其截止電壓在高達(dá)5
8、.1V時(shí)仍然保持了優(yōu)秀的循環(huán)性能。
?。?)由于AlF3較傳統(tǒng)Al2O3等氧化物包覆材料在鋰離子電池電解液中的更好的穩(wěn)定性及更快的鋰離子擴(kuò)散速率,本文采用AlF3對(duì)尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4進(jìn)行表面處理??赡苡捎贏lF3會(huì)和LiNi0.5Mn1.5O4表面的雜相發(fā)生反應(yīng),從而消除了雜相的存在。用2wt.%的AlF3對(duì)LiNi0.5Mn1.5O4進(jìn)行表面修飾時(shí),包覆量過(guò)多影響了倍率性能和比容量。但是,AlF3的表面處理減少
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 鋰離子電池正極材料尖晶石錳酸鋰的制備與改性研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料尖晶石錳酸鋰制備與摻雜改性研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料尖晶石錳酸鋰的改性及性能研究.pdf
- 稀土摻雜鋰錳氧尖晶石鋰離子電池正極材料.pdf
- 鈦取代鋰離子電池尖晶石及富鋰錳基正極材料研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料Li-Mn尖晶石的合成與改性.pdf
- 鋰離子電池高能量密度鎳-錳基尖晶石型正極材料的研究.pdf
- 層狀-尖晶石復(fù)合鋰離子電池正極材料的合成及改性研究.pdf
- 鋰離子電池高能量密度鎳—錳基尖晶石型正極材料的研究.pdf
- Mg-F摻雜鋰錳氧尖晶石鋰離子電池正極材料.pdf
- 鋰離子電池用尖晶石錳酸鋰正極材料的應(yīng)用研究.pdf
- 尖晶石型LiMn2O4鋰離子電池正極材料的制備與改性.pdf
- 鋰離子電池正極材料尖晶石型錳酸鋰的性能改進(jìn)研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料磷酸錳鋰的制備與改性.pdf
- 鋰離子電池錳基正極材料的研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料尖晶石LiMn2O4的改性研究.pdf
- 鋰離子電池富鋰錳基正極材料的綠色制備及其改性研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料尖晶石型錳酸鋰的合成及性能研究.pdf
- 鋰離子電池層狀高鎳系與尖晶石錳酸鋰正極材料的制備及其性能研究.pdf
- 鋰離子電池正極材料硅酸錳鋰的制備及其改性研究.pdf
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論