高電壓高能量密度的鋰離子電池近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用,其成本也因鋰資源有限的儲(chǔ)量和大量開(kāi)采而不斷上漲。鈉的資源豐富,價(jià)格低,使得工作機(jī)理相似的鈉離子電池成為鋰電的良好補(bǔ)充并有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。由于錳元素的儲(chǔ)量豐富、成本低廉以及錳氧化物良好的電化學(xué)性能,錳基層狀材料在儲(chǔ)能材料方面得到了廣泛的研究,但其性能在實(shí)際應(yīng)用中仍存在很多問(wèn)題,如循環(huán)性能差,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等。很多研究表明,兩相或多相共存以及物相組成的調(diào)控能夠相應(yīng)調(diào)節(jié)材料的電化學(xué)性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,充分發(fā)揮各相的優(yōu)勢(shì)。本論文選取NaNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、Na_xMnO₂兩種材料為基礎(chǔ),以材料復(fù)合的理念進(jìn)行材料設(shè)計(jì)和改性處理:將Li₂MnO₃與NaNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂進(jìn)行復(fù)合改善材料的高電壓耐受能力并提高可逆容量,對(duì)Birnessite型鈉錳氧化物與Na

【文章來(lái)源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池示意圖

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖 1.1 鋰離子電池示意圖1.2.3 鋰離子電池正極材料簡(jiǎn)介鋰離子電池的性能和成本受很多因素的制約，其中正極材料作為重要的一環(huán)，約占電池生產(chǎn)成本的 30%。理想的正極材料應(yīng)當(dāng)具有較高的氧化還原電位、較高的可逆容量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、極化小、成本低、環(huán)境相容性好等性質(zhì)。1.2.3.1 層狀氧化物(1) LiCoO2LiCoO2(LCO) 由 Goodenough[9]首先提出，通過(guò) 1991 年 SONY 公司最初的商業(yè)設(shè)計(jì)，成為商業(yè)化最成功的鋰離子電池材料，并且仍占據(jù)鋰離子電池市場(chǎng)的主導(dǎo)地位[10-12]。位于八面體位點(diǎn)的鈷和鋰，交替占據(jù)(111)晶面上八面體的 3a 和 3b 位置，形成六方晶系的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。鈷酸鋰因其較高的理論比容量（274 mAh/g），較高的理論體積容量密度（1363mAh/cm3），較低的自放電率，高放電電壓和良好的循環(huán)性能得到了廣泛的關(guān)注[13]。然而其主要缺陷也十分明顯

P2 型結(jié)構(gòu)示意圖典型的 O3 型層狀結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)固相法簡(jiǎn)便制備[77]。相反 O3 型 LiFeO2的報(bào)道。NaFeO2的電化學(xué)性能如圖所示，可電截止電壓的影響，也就是鈉的脫出量的影響。盡管充電截到提升，但可逆容量卻也隨之降低。截止電壓設(shè)置為 3.4 V容量，這意味著只有約 0.3 mol 的鈉可以從 NaFeO2晶格中合成溫度超過(guò) 760 °C 后，產(chǎn)物晶相會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，生成 β-Ne3+很難被氧化成 Fe4+，β-NaFeO2幾乎沒(méi)有電化學(xué)活性[79]。


本文編號(hào)：3586050