鋰離子電池因其具有優(yōu)異的性能所以得到越來越多的關(guān)注,其中正負極材料決定了其電化學性能。商用鋰離子電池正負極質(zhì)量比一般為3:1左右,因此,正極材料是決定鋰離子電池電化學性能的一個非常重要的因素。其中,錳酸鋰因其具有良好的倍率性能和穩(wěn)定性、價格低廉、無毒環(huán)保等優(yōu)點,成為了一種非常具有研究價值的鋰離子電池正極材料。本文分別采用靜電紡絲和模板法,制備了幾種不同的錳酸鋰正極材料,并通過SEM和XRD等對材料的形貌和結(jié)構(gòu)進行了比較;使用了電化學測試系統(tǒng)測試了這幾種不同錳酸鋰正極材料的循環(huán)性能、倍率性能、和阻抗性能。以分析幾種不同合成方法對錳酸鋰正極材料性能的影響。研究證明了靜電紡絲法可以有效的提高錳酸鋰的結(jié)晶性。而錳酸鋰正極材料結(jié)晶性的提高代表著材料會表現(xiàn)出更加優(yōu)異的電化學性能。實驗得出,通過靜電紡絲法制備的錳酸鋰在1C電流密度下首次放電容量在110mAh g^-1,并且在長循環(huán)周期900圈后容量保持率為80%。在小電流密度0.5C下,同樣的長循環(huán)周期400圈后容量保持率為82%。而在大電流5C的電流密度下,材料表現(xiàn)出100mAh g^-1的首次放電容量,而... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展過程
        1.2.2 鋰離子電池的組成及工作原理
    1.3 鋰離子電池負極材料
    1.4 鋰離子電池隔膜與電解質(zhì)材料
    1.5 鋰離子電池正極材料
        1.5.1 鈷酸鋰
        1.5.2 磷酸鐵鋰
        1.5.3 三元材料
        1.5.4 錳酸鋰
    1.6 尖晶石型LiMn_2O_4 正極材料的研究進展
        1.6.1 尖晶石型LiMn_2O_4 合成方法
    1.7 本論文的主要研究方法
第二章 原料與研究方法
    2.1 實驗原料及儀器
    2.2 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.2.1 X射線衍射
        2.2.2 X射線光電子能譜
        2.2.3 TG熱失重分析
        2.2.4 掃描電子顯微鏡及能量散射譜
        2.2.5 透射電子顯微鏡
        2.2.6 靜電紡絲技術(shù)
    2.3 電化學測試
        2.3.1 電極片準備
        2.3.2 電池組裝
        2.3.3 恒流充放電測試
        2.3.4 循環(huán)伏安測試
        2.3.5 交流阻抗譜測試
第三章 靜電紡絲法對錳酸鋰結(jié)晶性的影響
    3.1 引言
    3.2 不同前驅(qū)體錳酸鋰的制備
        3.2.1 前驅(qū)體溶液的配制
        3.2.2 靜電紡絲制備前驅(qū)體纖維膜
        3.2.3 錳酸鋰的燒結(jié)
        3.2.4 物相結(jié)構(gòu)分析
        3.2.5 微觀形貌分析
        3.2.6 電化學阻抗譜測試
        3.2.7 倍率性能測試
        3.2.8 循環(huán)性能測試
    3.3 PVP含量對錳酸鋰的影響
        3.3.1 微觀形貌
        3.3.2 倍率性能測試
    3.4 熱處理溫度對PVP基錳酸鋰的影響
        3.4.1 微觀形貌
        3.4.2 倍率性能測試
    3.5 靜電紡絲對錳酸鋰性能的影響
        3.5.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        3.5.2 微觀形貌分析
        3.5.3 循環(huán)性能分析
        3.5.4 循環(huán)伏安、充放電曲線分析
        3.5.5 本章小結(jié)
第四章 球狀尖晶石錳酸鋰的制備及摻雜改性
    4.1 引言
    4.2 模板法制備球狀尖晶石錳酸鋰
        4.2.1 球狀尖晶石錳酸鋰的合成
        4.2.2 微觀形貌表征
    4.3 球狀尖晶石錳酸鋰半徑對電化學性能的影響
        4.3.1 微觀形貌表征
        4.3.2 電化學性能測試
    4.4 釔摻雜對于球狀尖晶石錳酸鋰性能的影響
        4.4.1 結(jié)構(gòu)表征
        4.4.2 微觀形貌表征
        4.4.3 電化學性能測試
    4.5 鋰加入量對于球狀尖晶石錳酸鋰性能的影響
        4.5.1 電化學性能測試
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷及成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]低溫固相法合成錳酸鋰及其儲鋰性能研究[J]. 楊應(yīng)昌,黃小艷,向陽.  廣東化工. 2019(05)
[2]鋰離子電池三元正極材料電解液添加劑的研究進展[J]. 鄧邦為,孫大明,萬琦,王昊,陳滔,李璇,瞿美臻,彭工廠.  化學學報. 2018(04)
[3]鋰離子電池凝膠聚合物隔膜的研究進展[J]. 廖友好,李偉善.  物理化學學報. 2017(08)
[4]高性能纖維素基復合鋰離子電池隔膜研究進展[J]. 劉志宏,柴敬超,張建軍,崔光磊.  高分子學報. 2015(11)



本文編號：3193263