由于高工作電壓、高能量密度和功率密度、放電平穩(wěn)、安全性好等優(yōu)勢,鋰離子電池在能量轉(zhuǎn)換和存儲領(lǐng)域占據(jù)重要地位。目前,鋰離子電池在小型移動電子設(shè)備市場取得巨大成就,但是還遠遠無法滿足日益增長的市場需求。因此,研發(fā)高能量密度鋰離子電池顯得尤為迫切。電極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵,尤其正極材料的比容量嚴重制約了鋰離子電池能量密度的提高。富鋰層狀正極材料xLi₂MnO₃·（1–x）LiMO₂具有較高的比容量(>250 mA h g^-1)、高工作電壓（～4.5 V）以及低成本等優(yōu)點,受到了基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。但是,富鋰層狀正極材料（LLOs）仍然面臨著許多亟待解決的問題,例如首圈庫倫效率低、循環(huán)穩(wěn)定性差、電壓衰減劇烈、倍率性能差等難題。這些問題往往與電極活性材料的表面/界面有關(guān)。本論文選取納米結(jié)構(gòu)高比容量富鋰層狀正極材料為研究對象,通過可控的表面修飾與改性,探索表面結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的內(nèi)在聯(lián)系,從而為提升富鋰層狀正極材料的性能提供思路。本論文的主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下:（1）利用水熱法及后續(xù)熱處理... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

LLOs材料中LiMO2和Li2MnO3層狀結(jié)構(gòu)示意圖

構(gòu)成了 LiMn6的超結(jié)構(gòu)，類似于蜂窩狀[20]。雖然 LiMO2和 Li2MnO3在結(jié)構(gòu)上有細微差別，但是整體上都有相似的立方密堆積層，且具有相同的層間距 4.7 ，因此，這兩者之間的相似性使得它們可以在原子級別共存在 LLOs 材料中。圖 1.1 LLOs 材料中 LiMO2和 Li2MnO3層狀結(jié)構(gòu)示意圖[19]

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文復(fù)合形式存在，還是以一種完美的固溶體形式存在，研究工作者一直存有爭議[22-26]。方面，研究工作者們認為富鋰層狀正極材料的結(jié)構(gòu)中，LiMO2和 Li2MnO3兩個組分以兩相復(fù)合的形式存在。Wang 等[22]通過單納米顆粒中原子序數(shù)對比圖觀察到納米尺的兩相分離和陽離子排列，如圖 1.3 所示，不同區(qū)域表示了原子排布是屬于 Li2MnO3體結(jié)構(gòu)還是屬于 LiNi0.5Mn0.5O2結(jié)構(gòu)，所以他們得出結(jié)論，在 Li1.2Ni0.2Mn0.6O2材料結(jié)中，是納米尺度的復(fù)合物。相似地，Ikuhara 等[23]在不同區(qū)域甚至是兩相界面觀察到離的 LiMO2和 Li2MnO3組分，如圖 1.4 所示。除此之外，Grey 等[24]采用了6Li 核磁振（NMR）去鑒別不同環(huán)境下 Li 原子的共振態(tài)，結(jié)果也支持 LLOs 材料是兩相復(fù)合這一個觀點。


本文編號：3378209