鋰離子電池富鋰三元正極材料li[li0.2mn0.54ni0.13co0.13]o2的制備與改性研究

1、 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文鋰離子電池富鋰三元正極材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的制備與改性研究專 業(yè)：機(jī)械工程碩 士 生：閆印習(xí)指導(dǎo)教師：許云華摘 要鋰離子電池富鋰三元正極材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 因其低成本、 高能量密度、好的循環(huán)性以及安全性的優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注，而富鋰材料不可逆容量大且循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能較差。 于是本文以材料 Li[Li0.2Mn0.54

2、Ni0.13Co0.13]O2 為研究對(duì)象，研究了燃料法制備的富鋰正極材料的組織結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能，并研究了稀土陽(yáng)離子摻雜對(duì)其性能的影響。隨后又用溶膠凝膠法制備富鋰三元正極材料，并研究了用氟化物包覆對(duì)其電化學(xué)性能的影響。主要包括以下內(nèi)容：1. 采用燃燒法分別在不同的煅燒溫度和煅燒時(shí)間的條件下制備得到富鋰三元正極材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2。探討了不同的煅燒溫度及不同的煅燒時(shí)間對(duì)正極材料結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)

3、性能的影響，獲得了最佳燒結(jié)條件，即在 800 ℃下保溫 16 h。 該條件下合成的樣品在電流密度為 0.1 C， 電壓為 2.0~4.7 V 之間的充放電條件下測(cè)試，首次放電比容量為 228.9 mAh/g，首次庫(kù)倫效率為 72.4 %，經(jīng) 50次循環(huán)后容量保持率為 84.6 %；說(shuō)明該方法制備的材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2具有較好的電化學(xué)性能。2. 以燃燒法為基礎(chǔ)在最佳燒結(jié)條件下合成了 Li[Li0

4、.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 正極材料和摻雜的 Li[Li0.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13Mx]O2 (M=Ce, La)正極材料。 測(cè)試結(jié)果表明：摻雜稀土元素 Ce 和 La 并未改變富鋰材料的層狀結(jié)構(gòu)。 在 2.0~4.7 V， 0.1 C 的條件下，摻雜 Ce 的樣品中 x=0.034 的樣品具有最高的首次放電比容量為 245.9 mAh/g，其首次庫(kù)倫效率為 74.8 %，經(jīng) 50 次循環(huán)后容量保