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Li-Ni-Co-Mn-O系正极材料的制备及其表面改性研究

文献类型:学位论文

作者吕丁丁
答辩日期2018-05-24
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师陈朝阳
关键词镍钴锰酸锂 电化学性能 表面改性 锂离子电池
学位名称硕士
学位专业材料工程
英文摘要

镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)三元正极材料自发现以来,就引起了研究者的广泛关注。由于其比容量高、循环性能,低毒性等特点,在动力电池市场具有很好的应用前景,被认为是最有希望取代钴酸锂LiCoO2的锂离子电池正极材料。为了进一步推广镍钴锰酸锂在动力电池市场的应用,其大电流快速充放电性能和极端温度条件下的循环性能有待进一步提高。本论文首先使用水热法和共沉淀法两种不同的方法,制备了镍钴锰酸锂正极材料,并根据电化学性能测试结果,不断优化镍钴锰酸锂正极材料的制备工艺。为了改善镍钴锰酸锂正极材料的循环性能和倍率性能,实验使用悬浮混合法制备了导电陶瓷(Ti3SiC2)改性镍钴锰酸锂正极材料。通过导电陶瓷对镍钴锰酸锂的表面修饰,有效增加了锂离子和电子的扩散速率,减小了锂离子和电子材料的界面阻抗和电荷转移阻抗,从而显著改善了镍钴锰酸锂正极材料的循环性能和倍率性能。经过100次循环,镍钴锰酸锂正极材料放电比容量降到48.5 mAh g?1,改性后材料放电容量仍然保持在114.7 mAh g?1。为了进一步改善镍钴锰酸锂正极材料的倍率性能和低温性能,实验通过液相法和高温烧结法(500 ℃),制备了玻璃态锂快离子导体 ( (42.5-x) Li2O: 57.5B2O3: xLi2SO4) 包覆镍钴锰酸锂的复合材料。由于锂快离子导体在镍钴锰酸锂表面形成了稳定的保护层,并且有效降低了材料的电荷转移阻抗,从而改善了镍钴锰酸锂正极材料在大倍率和低温下的电化学性能。在1C倍率条件下循环100次后,包覆后材料的放电比容量达到141.7 mAh g?1,远高于镍钴锰酸锂材料的放电比容量54.0 mAh g?1。在-20 ℃,包覆后材料的放电比容量为127.7 mAh g-1,相比于初始材料的86.4 mAh g?1,表现出了较好的低温性能。

页码59
源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/5421]  
专题新疆理化技术研究所_材料物理与化学研究室
推荐引用方式
GB/T 7714
吕丁丁. Li-Ni-Co-Mn-O系正极材料的制备及其表面改性研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2018.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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