鋰離子電池正極材料li1.2(mn0.54ni0.16co0.08)o2的制備及改性研究

1、中圖分類號Q叁芻UDc篁壘生≤碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q至33密級坌Ⅱ鋰離子電池正極材料Lil2(Mno54Nio16Coo08)02的制備及改性研究SynthesisandModificationofLiI2(Mno54Nio16Coo08)02asCathodeMaterialforLi—ionBatte巧作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：李艷應(yīng)用化學(xué)新能源材料化學(xué)化T學(xué)院劉開宇教授論文答辯日期塑隧』：冶答辯委員

2、會主席主絲中南大學(xué)2014年5月鋰離子電池正極材料Ln(Mn054Nio16Coo08)02的制備及改性研究摘要：近年來，鋰離子電池富鋰層狀正極材料因比容量高(可達(dá)250m川g以上)受到了研究者的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是最有望取代商業(yè)化LiC002的材料，但其在實際應(yīng)用中尚存在首次庫侖效率低、循環(huán)性能差等不足。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用溶膠凝膠法合成了層狀富鋰材料Ln(Mno54N‰6Coo08)02，并對其進(jìn)行了改性研究。合成工藝條件對材

3、料的結(jié)構(gòu)和性能有很大影響。研究了合成條件(溶液pH、配合劑用量、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間)對材料結(jié)構(gòu)與性能的影響，得出最優(yōu)合成條件為：pH5—6、金屬離子溶液與配合劑用量之比l：1、燒結(jié)溫度850℃、燒結(jié)時間12h。在最優(yōu)條件下合成的Lil2(Mn054N沁6Coo08)02材料具有僅一NaFe02層狀結(jié)構(gòu)，屬R一3垅空間群，樣品顆粒均勻，在50—100nm范圍內(nèi)，在01C倍率下首次放電比容量達(dá)2675mAh／g，首次庫侖效率為897％。采用

4、濕化學(xué)法對Lil2(Mno54Nio16Coo08)02材料進(jìn)行了AlF3表面包覆，并考察了AlF3包覆量對材料性能的影響，得出O5m01％AlF3包覆量最適宜。XI①、Ⅱ訂EM及EDS測試結(jié)果表明，AlF，包覆層分布在L如(Mno54Nio16Coo08)02顆粒表面，并沒有嵌入到Ln(Mno54Nb6Coo08)02晶體內(nèi)部，改變其晶體結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試表明，A1F3包覆可有效提高材料的首次庫侖效率和循環(huán)性能。與未包覆樣品對比，在01

5、C倍率下，05m01％AlF。包覆樣品的首次庫侖效率從897％提高到了958％，50次循環(huán)的容量保持率從516％提高到了724％。采用物理混合的方法制備了不同質(zhì)量比的LiMn204／L如(Mno54N‰6Coo08)02復(fù)合電極，并研究了其結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能，得出LiMn204／Ln(Mno54N沁6Coo08)02復(fù)合電極的最佳質(zhì)量比為50：50。SEM測試表明，該質(zhì)量比下的復(fù)合電極中小顆粒的Lil2(Mno54Nio16Coo08)0