溫度對li2cosio4正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響研究【文獻綜述】

1、文獻綜述文獻綜述化學(xué)化學(xué)溫度對溫度對LiLi2CoSiOCoSiO4正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響研究正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響研究一、一、能源發(fā)展概況及研究鋰離子電池的意義能源發(fā)展概況及研究鋰離子電池的意義人類社會是一個鮮活的組織，維持運行的要素是物質(zhì)構(gòu)架、能量驅(qū)動和信息互動。能源是與人類社會的生存發(fā)展休戚相關(guān)的，而全體人類的共同奮斗的目標與愿望就是可持續(xù)發(fā)展。[1]如今社會，全世界人們使用的主要能源不外乎石油、煤礦與天然氣，然而隨著能源

2、需求的不斷增加與能源的不可再生性，使得大多數(shù)的能源接近枯竭。另一方面，這些能源燃燒使用后對環(huán)境產(chǎn)生的污染是有目共睹的：溫室效應(yīng)、全球氣候變暖、酸雨、臭氧空洞、紫外輻射加強等等。[2]為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須保護人類賴以生存的自然環(huán)境與自然資源，這是人類進入21世紀之后面臨的一個嚴重挑戰(zhàn)。人類要進一步來改善能源的結(jié)構(gòu)，并且同時開發(fā)新型的清潔能源，以此來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。[3]世界上許多國家出臺很多政策，鼓勵人們開發(fā)尋找新能源來逐步代替日漸枯竭

3、的、污染嚴重的自然能源資源，比如太陽能，風(fēng)能，水能，還有地熱，核動力，還有現(xiàn)在很熱門的汽車里的混合動力，而混合動力的最關(guān)鍵的就是電池的電量和耐力。最近各大汽車廠商都在加大力度研究化學(xué)電池。電池也就是電源。電源即電力之源，就是一種裝置利用化學(xué)變化，將其他的能量轉(zhuǎn)化為電能。[4]常見的電池有鉛酸電池、鋅錳干電池等等。較之其他電池而言，鋰電池的功能尤為突出顯著。首先我們來看鎳鎘蓄電池。我們知道鎘有毒，因此對生態(tài)環(huán)境不利，而且其放電過程中因為“

4、記憶效應(yīng)”使其壽命大大減弱是它最大的一個缺點。還有一種鉛蓄電池，因其有腐蝕作用，所以對環(huán)境有污染，并且他的比能量也小……鋰電池越來越多的出現(xiàn)在了人們的眼中，無論從生活中（手機電池、電力車等），還是從工作上（比如IT行業(yè)等）都可以見到其身影。鋰電池已經(jīng)成為了全世界電池商品開發(fā)的最大熱點：安全性好、比能量高、電壓高和放電性能穩(wěn)定，且對環(huán)境無污染是其一系列的優(yōu)點。不僅僅是我們平常能看到的，鋰電池在一些航空航天等方面也具有很大的發(fā)展?jié)摿?。[5]

5、二、鋰離子電池的誕生二、鋰離子電池的誕生鋰離子的誕生和任何事物的誕生一樣具有其一定的背景。人們第一次尋找新的能源來代替石油是由于20世紀60、70年代全世界發(fā)生的那場石油危機。由于金屬鋰具有在所有金屬中氧化還原電位最低、最輕的特點，因此鋰電池成為了人們首先尋找新型的能源之一。鋰原電池的商品化在20世紀70年代初期實現(xiàn)。此電池應(yīng)用比較廣泛，有軍用和民用之分，方對稱氧負離子[13]在（6c）的位置，而正離子則分別在（3a）和（3b）的位置上

6、。如LiCoO2，在…LiOCoOLiO…這層中，因為Li、Co與氧原子之間存在著差異性的相互作用，所以Co3與O2之間有最強的化學(xué)鍵，另外通過Li的靜電作用使得0CoO層與層束縛在一起，由此整個晶胞[14、15]處于穩(wěn)定的狀態(tài)。氧化鈷鋰一般有層狀和尖晶石兩種結(jié)構(gòu)，通常在說的氧化鈷鋰一般指的是層狀結(jié)構(gòu)的。尖晶石結(jié)構(gòu)的一般被人所忽略，原因是循環(huán)性能不好，而且其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。層狀結(jié)構(gòu)的氧化鈷鋰雖然是常見的材料，但是由于其容易制備、結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定以

7、及成本高，所以與氧化錳鋰、氧化鎳鋰材料比較，研究得不多。[16]四、硅酸鈷鋰的研究概況四、硅酸鈷鋰的研究概況化合物硅酸理鈷已經(jīng)成功地用常規(guī)溶液法和水熱法制備。兩個Li2CoSiO4樣品在鋰離子電池中作為陰極材料的電化學(xué)性能已被研究。在4.1V下，Li2CoSiO4之間鋰的可逆脫出和嵌入可得到對抗的鋰。由常規(guī)溶液制備的未處理的Li2CoSiO4電化學(xué)性能差。通過曲線打磨后的碳涂層的加入，它的電化學(xué)性能在一定程度上得到了提高，在平均電壓為4

8、.14V條件下每次0.46Li的可逆容量。[17]五、課題研究五、課題研究1.以氯化鈷、氫氧化鋰和納米二氧化硅為原料，利用高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)的原理，合成出Li2CoSiO4，運用X射線粉末衍射技術(shù)分析物相的純度、結(jié)晶狀態(tài)和晶粒大小，用紅外光譜分析材料的結(jié)構(gòu)特征和表面吸附物質(zhì)。2.在一系列不同的溫度下處理Li2CoSiO4，運用X射線粉末衍射和紅外光譜技術(shù)分析測試產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，尋找處理溫度對Li2CoSiO4相變的影響規(guī)律。3.用電池測試

9、和電化學(xué)分析技術(shù)評價熱處理溫度對Li2CoSiO4電化學(xué)性能的影響，并總結(jié)物相結(jié)構(gòu)與容量的關(guān)系。主要參考文獻主要參考文獻[1]李建保，李敬鋒，新能源材料及其應(yīng)用技術(shù)：鋰離子電池、太陽能電池及溫差電池[M]，清華大學(xué)出版社，2005.[2]雷永泉，萬群，石永康，新能源材料[M]，天津大學(xué)出版社，2000.[3]梁彤祥等，清潔能源材料導(dǎo)論[M]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.[4]李國欣，新型化學(xué)電源導(dǎo)論[M]，復(fù)旦大學(xué)出版社，1992.