文档介绍：中图分类号:TM911 论文编号:1028706 13-S062
学科分类号:080502
硕士学位论文
锂离子电池正极材料
的制备与改性研究
研究生姓名杨小艳
学科、专业材料学
研究方向新能源材料
指导教师周飞教授
南京航空航天大学
研究生院材料科学与技术学院
二О一三年三月
ii
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Material Science and Technology
Synthesis and modification of
as cathode material for
lithium-ion batteries
A Thesis in
Materials Science
by
Yang Xiaoyan
Advised by
Prof. Zhou Fei
Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
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
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
锂离子电池正极材料 的制备与改性研究
ii
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
LiNixCoyMn1-x-yO2 正极材料作为新一代锂电池正极材料的研究热点之一,具有容量高、热
稳定性好、价格相对低廉、毒性相对较低等优点,将逐渐取代传统的 LiCoO2 正极材料。本文以
三元正极材料为研究对象,通过对 (OH)2 前驱体合成以及烧结
时工艺参数的优化,并对 三元正极材料的掺杂改性研究来提高正极材料的电
化学性能。
采用乳酸作为络合剂,研究了共沉淀过程中络合剂浓度、搅拌速度以及共沉淀反应
时间对三元前驱体以及 三元正极材料的影响。当
2+ 2+ 2+
n(C3H6O3):n(Ni +Co +Mn )=1:1,搅拌速度为 800r/m、共沉淀反应时间为 12h 时,制备出的
材料具有最优良的结晶性能及电化学性能。
研究 (OH)2 三元前驱体在烧结时不同配锂量对 三元正极材
料物理性能和电化学性能的影响。当配锂量大于 1 时, 三元正极材料的放电
比容量、倍率性能和循环性能均有所提高。由于高温烧结时锂源容易挥发,适量的锂源过量有
利于三元正极材料的电化学性能。此时,由于 三元正极材料具有最高的阳离
子有序度,体现出最大的放电比容量、最好的倍率性能和循环性能。
采用了两步加料法烧结 (OH)2 三元前驱体,将锂源分两次与前驱体混合,与
一步加料烧结相比,该方法能够降低锂盐在高温下的挥发,在 1C、- 下 100 次循环后容
量保持率高达 %。
选取四种稀土元素对 三元正极材料微量掺杂,通过研究掺杂后的
Li[] (Re=La, Ce, Pr,Nd)三元正极材料的性能发现,原料简单混合后烧结
成的材料中存在一定的杂质相,当掺杂元素为 Ce 且掺杂量为 时正极材料的首次放电比容
量以及循环性能均有所提高。
关键词:锂离子电池,正极材料,