文档介绍：湘潭大学
硕士学位论文
锂离子电池正极材料锂锰氧化物的制备与改性研究
姓名:李文
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:苏光耀
20040501
摘要物进行了较为详尽的改性研究。容量痝被咕哂泻玫难沸阅芴乇鹗歉呶滦阅埽常温时,该复合掺杂样品经个循环后容量为/萘的引入不参与锂离子的脱嵌过程,从而使得复合掺杂样品的第一即反应的第二步。高电势区所进行的锂离子的脱嵌是一两相反应,本论文主要从掺杂以及表面包覆两方面对尖晶石型锂锰氧化采用甮法合成了尖晶石型皖堋⒏酢⒎春掺杂的锂锰氧化物。用掺杂元素阳离子代替小部分的云提高材料的结构稳定性,通过牟粼永刺岣卟牧系某跏急热萘浚改变材料在区的循环性能。研究结果表明,/某跏急热萘浚N孪拢梦镏示鲅泛蟊热萘为痝,容量保持率为%,高温下,该物质经个循环后比容量为痝,容量保持率仅为%;而阴、℃拢梦镏示鲅泛笕萘勘持率为%,相对于尖晶石型畂S泻艽蟮奶岣摺<饩型和阴、阳离子复合掺杂锂锰氧化物的循环伏安瞎线图上氧化峰和还原峰分裂成双峰,该双峰对应于锂离子脱嵌的二步可逆反应,尖晶石型偷缡魄趸迦跤诟叩缡魄氧化峰,高电势区还原峰强于低电势区还原峰,而阴、阳离子复合掺杂锂锰氧化物的峰型特征正好相反,这是由于掺杂元素离子步反应相对变强。采用甮法合成了掺杂稀土元素的尖晶石型.。。用掺杂元素离子”代替小部分的,以期改善材料的循环性能。研究结果表明,掺化合物的初始比容量为痝,常温经次循环后比容量为./萘勘3致饰%;锂离子从尖晶石晶格中的脱嵌分为两步,尖晶石型锂锰氧化物的容量损失主要发生在高电势区哂锂离子电池正极材料锂锰氧化物的制备与改性研究
经包覆处理后的材料仍为尖晶石结构、粒径均匀。电化学性能分中的溶解,循环性能也得到了提高。鎏纾グ擦康难返某跏既量为,常温下,经个循环后容量保持率为ィ个循环后容量保持率为%,表面包覆获得了很好的常温循环性化学反应阻抗增加,阻抗值增加是因为锂离子的脱嵌过程增加了行为有很大的影响,表现在,锂离子在经掺杂或包覆处理后的材由掺杂和表面包覆两种方法的研究结果得出,两种方法均在一定程度上抑制了尖晶石型锂锰氧化物的容量的衰减,但是,在包覆;高温性能此时,.畸变加剧,导致尖晶石型萘康乃鹗А论文的第二方面研究了表面包覆砷的尖晶石型锂锰氧化析测试也表明,表面包覆可很好地抑制锂锰氧化物材料在电解液能,但是,经包覆处理后的材料的高温性能不是很理想,高温时,;包覆样品的循环伏安曲线也有较大的变化,受包覆层的影响,氧化峰和还原峰滞后,可能是包覆层很好地隔离了正极材料与电解液的接触,使正极材料与电解质之间的双电层被改变成包覆材料河氲缃庵手涞乃ǖ绮悖佣缁Х从Φ流受到了影响。掺杂以及表面包覆两种方法对锂离子在尖晶石骨架中的脱嵌对尖晶石型锂锰氧化物的高温性能的改善方面,掺杂的效果优于包覆处理的效果。从本文研究结果来看,将两种方法结合起来一起使用可能是一行之有效的好方法,即:先制得掺杂尖晶石型锂锰氧化物,然后再在此基础上进行包覆处理。值得后续研究。关键词:锂离子电池;锂锰氧化物:正极材料:复合掺杂;物。通过研究了材料的结构和形貌。研究结果表明,料中的脱嵌倾向于发生在电势较低的均相反应区从Φ牡谝步锂离子电池正极材料锂锰氧化物的制备与改性研究
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正极反应:负极反应:器电池反应:,瓵陲绯氐幕∩咸岢隽艘∫问斤的化合物,充放电时锂离子在正负极间来回穿梭,从一边摇到另材料为负极,为电解质体系的锂离子电池,尖晶石型蛭>哂屑鄹竦土⑷菀字票浮⑽薅尽⒎第一章电池的设想,即电池的正负极材料均采用可以存储和交换锂离子一边,往返循环,相当于锂的浓差电池。其工作原理如图以籈电池体系为例。年,公司研制成功了以为电池正极,碳年开始商品化。但是,由于材料的价格高且对环境有污染,人们一直致力于寻找材料的替代品,的化合物是当前的研究热点。用取代目前正极材料中普遍使用的,不仅可以降低成本,而且不会对环境造成污染。电电压平台高等优点,被公认为是新型的锂离子电池正极材料。锂离子电池正极材料锂锰氧化物的制备与改性研究图猴胱拥绯爻浞诺缡疽馔正板材料负极材料:
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