鋰離子電池富鋰三元正極材料li[li0.2mn0.54ni0.13co0.13]o2的制備與改性研究

1、 西安建筑科技大學碩士學位論文鋰離子電池富鋰三元正極材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的制備與改性研究專 業(yè)：機械工程碩 士 生：閆印習指導教師：許云華摘 要鋰離子電池富鋰三元正極材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 因其低成本、 高能量密度、好的循環(huán)性以及安全性的優(yōu)點受到廣泛關(guān)注，而富鋰材料不可逆容量大且循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能較差。 于是本文以材料 Li[Li0.2Mn0.54

2、Ni0.13Co0.13]O2 為研究對象，研究了燃料法制備的富鋰正極材料的組織結(jié)構(gòu)和電化學性能，并研究了稀土陽離子摻雜對其性能的影響。隨后又用溶膠凝膠法制備富鋰三元正極材料，并研究了用氟化物包覆對其電化學性能的影響。主要包括以下內(nèi)容：1. 采用燃燒法分別在不同的煅燒溫度和煅燒時間的條件下制備得到富鋰三元正極材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2。探討了不同的煅燒溫度及不同的煅燒時間對正極材料結(jié)構(gòu)、形貌及電化學

3、性能的影響，獲得了最佳燒結(jié)條件，即在 800 ℃下保溫 16 h。 該條件下合成的樣品在電流密度為 0.1 C， 電壓為 2.0~4.7 V 之間的充放電條件下測試，首次放電比容量為 228.9 mAh/g，首次庫倫效率為 72.4 %，經(jīng) 50次循環(huán)后容量保持率為 84.6 %；說明該方法制備的材料 Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2具有較好的電化學性能。2. 以燃燒法為基礎(chǔ)在最佳燒結(jié)條件下合成了 Li[Li0

4、.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2 正極材料和摻雜的 Li[Li0.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13Mx]O2 (M=Ce, La)正極材料。 測試結(jié)果表明：摻雜稀土元素 Ce 和 La 并未改變富鋰材料的層狀結(jié)構(gòu)。 在 2.0~4.7 V， 0.1 C 的條件下，摻雜 Ce 的樣品中 x=0.034 的樣品具有最高的首次放電比容量為 245.9 mAh/g，其首次庫倫效率為 74.8 %，經(jīng) 50 次循環(huán)后容量保