發(fā)布時間：2017-03-20 12:11

  本文關鍵詞：富鋰層狀氧化物正極材料的電化學性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋰離子電池作為化學能與電能之間的轉換裝置,因其具有高的比能量密度、高的電池電壓、長的循環(huán)壽命、安全性能良好且環(huán)境友好等優(yōu)點,被廣泛應用于在動力、照明、化學、紡織、通信、廣播等各個領域,極大地推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展。隨著社會的進步,人們對鋰離子電池提出了更高的性能要求,希望獲得更高的比能量密度、更長的循環(huán)壽命和更佳的安全性能,尤其是當它應用在移動設備上,因此積極研發(fā)新的體系和新的電極材料成為下一階段鋰離子電池研究的重點。經(jīng)過多年的研究發(fā)展,負極材料可達到的可逆容量已遠遠超過正極材料,而正極材料成本約占電池總成本的30%到40%,所以,側重發(fā)展正極材料才是提高電池性能的最優(yōu)選擇。富鋰層狀固溶體因為高的工作電壓和容量一直備受關注,本文中,我們聚焦于富鋰層狀的Li2RuO3-LiCoO體系和Li3NbO4-NiO體系的結構與電化學性能之間的關系,總結為以下兩個工作。1.通過簡單的固相反應法制備出Li2RuO3-LiCoO型復合物,充放電測試表明該體系具有高的放電比容量,在恰當?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)以一定的電流密度進行充放電,其放電容量高達240 mAh/g,經(jīng)過50圈循環(huán)后,容量還有180 mAh/g,說明Li2RuO3組分不僅作為電化學反應活性相參與反應為體系提供能量,并且能穩(wěn)定體系整體結構。2.同樣以固相法合成出Li3NbO4-NiO一系列層狀富鋰固溶體。電化學測試表明該體系高的放電比容量,特別是對于含Nb量高的樣品,在一定的電壓范圍內(nèi)以適中的電流密度進行充放電,放電比容量可高達340 mAh/g。如此高的放電比容量除了由傳統(tǒng)的過渡金屬Ni參加氧化還原反應提供比容量之外,氧參與反應也是比容量的一個重要來源。盡管該系列固溶體的循環(huán)穩(wěn)定性不高,但通過對比依然可以發(fā)現(xiàn)對于含Nb量高的樣品的穩(wěn)定性要好于含Nb量低的樣品,表明Li3NbO4對晶體的支撐作用�？偟膩碚f,挑選合適的過渡金屬以誘導氧參與氧化還原反應是提高正極材料比容量的一條重要策略。
【關鍵詞】：鋰離子電池 富鋰過渡金屬氧化物 固相反應法 結構與性能
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O646;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鋰離子電池概述11-16
• 1.2.1 鋰離子電池簡介11-13
• 1.2.2 鋰離子電池發(fā)展歷史13-15
• 1.2.3 正極材料的選擇要求15-16
• 1.3 常見的氧化物正極材料16-25
• 1.3.1 LiCoO_216-19
• 1.3.2 LiNiO_219
• 1.3.3 LiMnO_219-20
• 1.3.4 LiNi_(1-y)Co_yO_220-21
• 1.3.5 LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_221-23
• 1.3.6 Li_2MnO_323-24
• 1.3.7 LiMn_2O_424-25
• 1.4 本論文選題背景與研究目的25-27
• 第二章 試驗方法27-31
• 2.1 實驗原料27-28
• 2.2 電極制備28
• 2.3 材料表征28-29
• 2.3.1 X射線衍射28
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡28-29
• 2.3.3 透射電子顯微鏡29
• 2.3.4 X射線光電子能譜29
• 2.4 材料電化學性能測試29-31
• 2.4.1 恒流充放電測試29
• 2.4.2 循環(huán)伏安測試29-30
• 2.4.3 交流阻抗測試30-31
• 第三章 富鋰層狀Li_2RuO_3-LiCoO_2的電化學性能研究31-42
• 3.1 引言31-32
• 3.2 實驗32-33
• 3.2.1 固相反應法32
• 3.2.2 液相混合法32-33
• 3.3 結果與討論33-41
• 3.3.1 Li_2RuO_3-LiCoO_2型復合物的結構表征33-37
• 3.3.2 Li_2RuO_3-LiCoO_2型復合物的電化學性能37-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第四章 富鋰層狀Li_3NbO_4-NiO的電化學性能研究42-49
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實驗43-44
• 4.3 結果與討論44-48
• 4.4 本章小結48-49
• 第五章 總結與展望49-51
• 5.1 本論文創(chuàng)新之處49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻51-59
• 致謝59-60
• 在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果60

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