文档介绍：中图分类号:O646 论文编号:1028706 13-S096
学科分类号:070304

硕士学位论文

富锂锰基正极材料的
制备及改性研究

研究生姓名管先统
学科、专业物理化学
研究方向化学电源与电极材料
指导教师米常焕副教授

南京航空航天大学
研究生院材料科学与技术学院
二一三年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Materials Science and Technology

Synthesis and Modification of Lithium-
and Manganese-enriched as
Cathode Material for Lithium Batteries

A Thesis in

Physical Chemistry

by

Guan Xiantong

Advised by

Prof. Mi Changhuan

Submitted in Partial Fulfillment

of the Requirements

for the Degree of

Master of Science

March, 2013
承诺书

本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究
工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文
中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京航
空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编
入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、
汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)

作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
为了满足当代电子元器件、电动汽车、智能电网的发展对高能量、高功率电池的需求,高
比能量正极材料近年来成为了锂离子电池领域研究的热点。由于富锂锰基正极材料具有高的放
电比容量和较高的工作电压以及低成本、绿色环保的优点,其作为传统的 LiCoO2 正极潜在的替
代材料,受到越来越多的关注。然而其本身结构复杂,且存在首次不可逆容量较高、倍率性能
较差等缺点,因而材料的制备和改性研究显得尤为重要。本文采用了碳酸盐共沉淀法制备了富
锂锰基正极材料 ,并对其进行了包覆改性研究。具体内容如下:
(1) 利用碳酸盐共沉淀结合高温固相合成的方法制备富锂锰基正极材料。
着重考察了溶液 pH 值对共沉淀前驱体形貌和结构的影响,得出合成反应最佳 pH 值为。对
固相合成过程中的煅烧温度、烧结时间以及锂配比量等方面对材料的形貌结构和电化学性能的
影响作了探讨。得出烧结温度为 900 °C,烧结 12 h,锂过量 5%时制备得到的材料具有最好的
电化学性能。
(2) 采用不同含量的非电化学活性的 Al2O3 对进行表面包覆。Al2O3 包覆后
的材料保持了原先良好的层状结构,Al2O3 在正极材料颗粒表面均匀包覆,包覆层与基体结合
紧密。电化学测试表明 wt.% 的 Al2O3 包覆显示出最高的首次充放电效率、最好的循环性能
以及倍率性能。 C 首次放电比容量从包覆前的 g-1,提高到 mAh g-1,30 圈容
量保持率达到 %,5 C 下放电比容量提高了 %。
(3) 利用液相法对进行了镍锰复合氧化物包覆改性,并与纯相
以及等量尖晶石物理共混的材料进行了对比研
究。成功的制备出了 -Li1- 层状富锂锰基高容量正极与尖晶石
高压稳定正极的核壳复合结构正极材料。改性材料在 ~ V 的宽电压窗口范
围内