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改性LiNiO_2的制备及其电化学性能研究

改性LiNiO2具有与LiCoO2相同的层状结构,被认为是极具潜力的锂离子电池正极材料。本论文用共沉淀结合高温两段烧结法制备LiNiO2,并确定了优化的制备工艺条件。对LiNiO2进行了Co掺杂实验,并确定了最佳掺杂量,制备出了LiNi0.8Co0.2O2。在此基础上,进行了Zn、Al掺杂和MgO、Al2O3包覆实验,制备了性能相对较好的掺杂和包覆材料,并结合掺杂和包覆两者的优点,进行了掺杂和包覆共同作用改性实验。并对所得材料进行了电化学性能测试、结构表征和微观形貌观察。实验结果表明:在0.2C(3.0-4.2V,vs. Li+/Li)充电倍率下,LiNiO2的首次放电比容量为197.3mAh·g-1,100次循环后,其容量保持率为67.3%。LiNi0.8Co0.2O2的首次放电比容量为190.2mAh·g-1,100次循环后,容量保持率为80.4%。尽管掺Co后首次比容量降低了一些,但是100次后循环性能得到较大的提高。随着  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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锂离子电池LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2正极材料的合成、改性及储存性能研究

在锂离子电池富镍系LiNiO2基正极材料中,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2作为LiNiO2、LiCoO2和LiAlO2三者的固溶体,同时具备了容量高,热稳定性好和价廉低毒等优点,被认为是能够取代LiCoO2的第二代绿色锂离子电池正极材料。但是,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2仍然存在充放电过程中容量衰减较快、倍率性能不好和储存性能极差等缺陷,严重阻碍了其大规模的应用。为此,本文采用不同的方法对其进行制备和改性研究,以改善其电化学性能和储存性能。以控制结晶法制备的球形Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2.05为前驱体,采用加压氧化法制备了LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料。分析了LiOH·H2O用量、氧气压力、温度和时间等因素对材料结构和电化学性能的影响。在优化工艺条件下,所得LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料振实密度为2.57g·cm-3,在2.8~4.3V电位范围内...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
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锂离子电池正极材料钒酸锂的合成及其改性研究

层状Li_(1+x)V_3O_8具有比容量高、工作电压适中、易制备、在空气中稳定、成本低等优点,成为近30年来最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一。但由于其在充放电过程中存在着结构不稳定及锂离子扩散速率低等缺点,导致Li_(1+x)V_3O_8的循环性能较差,不利于Li_(1+x)V_3O_8的进一步发展和实际应用。本论文针对上述缺点,通过对其进行掺杂和表面包覆的改性处理,改善Li_(1+x)V_3O_8的结构稳定性及提高其锂离子扩散系数,进而提高Li_(1+x)V_3O_8的电化学性能。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子衍射光谱(EDS)、循环伏安(CV)、恒电流间隙滴定(GITT)、电化学阻抗(EIS)以及恒电流充放电测试,研究锂离子含量、Na~+掺杂以及LaF_3表面包覆对材料物理性能及电化学性能的影响,并优化制备条件,制备具有优良电化学性能的Li_(1+x)V_3O_8锂离子电池正极材料。以偏钒酸铵、乙...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
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高导电性微球形LiFePO_4正极材料的制备及改性研究

LiFePO_4正极材料由于具有无毒性、优异的循环稳定性、良好的热稳定性和安全性、耐过充放及低成本等诸多优点已被公认成最有前景的锂离子电池正极材料。然而,LiFePO_4的导电性差,使得该材料的倍率性能,尤其是高倍率性能很不理想,阻碍了该材料在高倍率锂离子电池领域的大规模应用。此外,LiFePO_4的振实密度低,一般工业化LiFePO_4的振实密度低于1.0g/cm~3,导致其比能量偏低。本论文以提高LiFePO_4的导电性和振实密度为目标,进而达到改善正极材料的电化学性能,尤其是倍率性能和体积比能量的效果。采用氨辅助水热法合成单分散微球形LiFePO_4前驱体,再通过固相反应得到了微球形LiFePO_4/C,探讨了工艺条件对材料性能的影响,研究了La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3与碳混合包覆微球形LiFePO_4的物理和电化学特性,考察了Ni和F离子共掺杂对微球形LiFePO_4/C性能的影响,研究了锂离子在微球形...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
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改性镍基锂离子电池正极材料的制备及其电化学性能研究

本文讨论了前驱体法制备镍基锂离子电池正极材料的方法。其中,以镍钴碱式碳酸盐为前驱体,制备了具有α-NaFeO_2结构的LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2材料;以Mn-Ni-Co层状双羟基复合金属氧化物(Mn-Ni-Co-LDHs)为前驱体,合成了层状LiMn_(0.4)Ni_(0.4)Co_(0.2)O_2材料。此外,还以碱式碳酸钴前驱体经焙烧得到介孔结构Co_3O_4纳米晶。本论文采用XRD、ICP、FT-IR、TG/DTA-EGMS、TEM、SEM、FESEM和电化学测试等手段,从前驱体的晶型结构、化学组成和形貌等对电极材料的结构、电化学性能等的影响入手,确定了材料的最佳合成条件,并探讨了影响材料电化学性能的主要因素。镍钴碱式碳酸盐前驱体是以NH_4HCO_3为沉淀剂,通过旋转液膜反应器法制备的,前驱体与LiNO_3混合经焙烧等过程制备LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2正极材料。本合成方法主要有以下三方面优点...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
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锂离子电池正极材料LiNiO_2及前驱体NiOOH的制备与性能研究

在目前锂离子电池正极材料中,市售的主要是LiCoO_2材料,但是由于钴资源稀缺且有毒性,不完全符合当今全球可持续发展战略和绿色经济的要求。LiNiO_2及其衍生物系列由于具有放电容量高、对环境友好和资源丰富等优点,逐渐成为下一代锂离子电池最有希望的候选正极材料之一。采用二价镍盐或者氢氧化镍为原料,在氧气氛中合成LiNiO_2的传统高温固相氧化法,其工艺条件要求苛刻,难以得到大批量符合化学计量比的LiNiO_2,限制了它的工业化生产。因此,寻找新型温和可控的LiNiO_2制备工艺是发展LiNiO_2正极材料的关键所在。本论文的主要研究目的是在电解合成高纯度羟基氧化镍(NiOOH)的基础上,直接采用这种层状的三价镍为原料,在空气氛中制备锂离子正极材料LiNiO_2。另外,本文还研究了电解制备高纯度前驱体NiOOH的各种技术参数,为其在合成LiNiO_2和碱性锌镍电池的应用提供了研究支撑。本论文主要取得了以下几方面的研究成果:本文针对...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>