鎳基梯度鋰離子電池正極材料li[ni0.85co0.15xmnx]o2的制備研究

1、中圖分類號UDCTM911540碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼10533密級公玨鎳基梯度鋰離子電池正極材料Li時io85Coo15圳02的制備研究SynthesisofNickelBasedGradientCathodeMaterialsLi[Nio85Coo15圳02forSecondaryLithium—ionBatteries作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：譚潮溥冶金工程電化學(xué)工程冶金與環(huán)境學(xué)院胡國榮教授

2、杜柯副教授答辯委員會中南大學(xué)2014年5月摘要鋰離子電池鎳基梯度正極材料Li[Nio85C0015xMnx]02的制備研究摘要：隨著新能源汽車的發(fā)展和市場對太陽能、風(fēng)能等新型能源的需求，高容量鋰離子電池逐漸成為研究熱點(diǎn)。富鎳鋰離子正極材料憑借高達(dá)200mAhg‘1的放電比容量，成為理想的正極材料之一。本論文通過控制結(jié)晶法，制備了兩類不同的高容量鎳基鋰離子正極材料：梯度包覆鎳鉆酸鋰復(fù)合正極材料以及全梯度鎳基復(fù)合正極材料。通過X射線衍射分析

3、(XRD)和能譜分析(EDX)、掃描電子顯微鏡(SEM)、材料振實(shí)密度和粒度儀測試、等離子場發(fā)射光譜(ICP)、電化學(xué)充放電測試和電化學(xué)工作站等分析，研究了材料的晶體參數(shù)、形貌、元素含量和電化學(xué)等性能。采用共沉淀法制備了內(nèi)核為LiNio9Coo102，殼層為鎳含量連續(xù)減少，鈷錳含量逐漸增加的梯度包覆LiNio9Coo102的正極材料Li[Nio85Coo1Mno05]02。考察了pH和氨水濃度對包覆效果的影響，在pH_11，氨濃度c[N

4、]=05molL。的條件下獲得的材料具有梯度包覆結(jié)構(gòu)，該材料呈類球形狀，具有良好的六方單相層狀0【NaFe02結(jié)構(gòu)。在殼層區(qū)域主要金屬元素呈梯度變化，同時該新正極材料表現(xiàn)出了優(yōu)越的電化學(xué)性能：2843V充放電范圍，lC放電倍率下，梯度包覆后的正極材料在循環(huán)性能上改善明顯，首次放電容量為1950mAhg～，100次循環(huán)后的容量為1863mAhg～，保持率達(dá)到955％。55℃高溫環(huán)境下，首次放電容量為2163mAhg一，循環(huán)100此后仍有1

5、901mAh酉1，容量保持率為879％。制備了從核心開始到最外層鎳、鈷、錳三種元素濃度連續(xù)變化的全梯度鎳基正極材料Li[Nio85Coo15x№1x】02。該材料具有良好的六方單相層狀aNaFe02結(jié)構(gòu)，呈圓球形狀?？疾炝俗顑?yōu)配比的物理性能，表征了全梯度正極材料Li[Nio85CooosMno07】02的粒度分布，材料中顆粒粒徑呈正態(tài)分布。顆粒的粒徑分布較為集中，大小均勻。D(50)為123941am，D(10)和D(90)分別為859