文档介绍：浙江大学材料科学与工程学系
硕士学位论文
锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn<,2>O<,4>的合成与改性研究
姓名:曹际娜
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:赵新兵
20100125
摘要尖晶石蚓哂谐杀镜汀⒁缀铣伞⒐ぷ鞯缪垢摺踩阅芨摺⒍曰肪澄尬廴且具有较高的容量等优势,被认为是非常有潜力的锂离子动力电池正极材料。然而,尖晶石谘饭讨腥萘克ゼ醣冉涎现兀绕涫窃以上的高温下或大电流充放电时,容量迅速衰减,严重阻碍了它的商业化应用,特别是在电动汽车电源等动力电池上的大规模应用。本文主要通过优化合成方法、金属离子掺杂和表面改性等手段,探索稳定尖晶石谘饭讨械慕峁梗佣刺岣咂涫椅潞透呶孪碌牡缁⒓饩趟犸哪擅谆1疚囊阅仕嵛r霞粒捎萌芙耗悍ê铣闪烁呓晶度纳米锰酸锂,平均粒子尺寸约8梅ê铣傻募饩疞晶粒结晶更加完整,棱角尖锐分明,呈典型的尖晶石状态,晶粒排列比较规则,且粒子取向度较高。这种高结晶度芄患趸翰牧铣浞诺绻讨械慕峁贡浠欣陲胱拥淖杂脱嵌,提高了其在室温及高温下的循环性能。常温下个次循环后容量为单次循环容量损失率为痝;且在高温仍能保持很好的循环性能,次循环后容量保持率为仍保持⒓饩趟犸南⊥猎K夭粼痈男浴2捎门缥砀稍锓ú⒃下焙烧,合成了稀土掺杂的尖晶石锰酸锂。微观组织观察发现合成的稀土掺杂锰酸锂呈团聚状空心球结构,┎逶诳招那蛑小Q芯糠⑾郑喽杂贚掺杂试样,掺杂进入锰酸锂品格中的含量更高,试样中的纳米棒更细长且数量更多,表明纳米棒的生成与掺入晶格中的稀土元素量直接相关。电化学性能测试结果显示,掺杂有效提高了材料的倍率放电性能和循环性能,名义成分为畂舯的试样堵氏氯杂性痝的可逆容量;倍率下经过罚萘咳员3痝以上。说明稀土掺杂改性和包含纳米棒的空心球颗粒结构对稳定尖晶石结构、改善材料的高倍率充放电特性和循环稳定性,都具有明显的作用。⒓饩趟犸姆锇哺男浴S氤S玫难趸锇膊牧舷啾龋锊挥电解液反应,在电解液中更加稳定。本文采用共沉淀法在尖晶石表面包覆了不同的氟化物芯苛朔锉砻娓男远圆牧辖峁购偷缁阅艿挠跋臁=峁砻鳎氟化物、材芄挥行Ъ趸杭饩械拿汤胱尤芙猓榷ḿ饩慕峁梗能的途径。本文主要研究成果如下:在在摘要痝,痝。
。此外,表面氟化物包覆层还可以抑制溶解在电解液中的锰离子在尖晶石表面重新结晶沉积,保证电极具有良好的电接触和物理接触,减小电弛在循环过程中的极化,提高材料的结构和电化学稳定性。电化学性能测量结果显示,包覆氖匝N窝泛笕跃哂痝容量,。窝⒀趸锔杭ú牧咸剿餍匝芯俊1疚牟捎萌芙耗悍ê铣闪耸湫脱趸顲和粼覥..⒍云渫亚讹匦越辛颂剿餍匝芯俊=峁砻鳎珻具有良好的锂离子脱嵌性能,理论容量为痝。粼硬坏岣吡似涫状畏诺缛量痝腋慕似溲沸阅堋窝泛螅阅鼙3痝的容量,约为未掺杂试样的丁关键词:锂离子电池;尖晶石徽ú牧希徊粼樱槐砻姘玻坏缁环后的容量仍在痝以上。能;浙江大学硕:宦畚
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学位敝作者鲐嘞舳┳制恰砟旯沦嗜4蕄浙江大学研究生学位论文独创性声明学位论文版权使用授权书研究成果,也不包含为获得逝壅太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材逝塑太堂本论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可以将学位论签字日期:加签字日期:莎口,晁暝拢H本人声明所呈交的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料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示本学位论文作者完全了解有权保留并向国家有关部门或机构送交文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名:导师签名:炅嗽耭谢意。
致谢本论文是在导师赵新兵教授的悉心指导下完成的。感谢赵老师两年半来辛勤的指导与栽培,使本人能够顺利完成课程学和科研任务。赵老师敏捷的思维、渊博的学识、严谨的治学态度、精益求精的科研作风、勇于创新及忘我工作的精神使我受益匪浅。在论文付梓之际,谨向赵老师致以崇高的敬意和诚挚的感谢特别感谢曹高劭副教授、朱铁军副教授、谢建博士、涂江平教授的大力指导与帮助。首先由衷感谢曹老师几年来给予本人科研工作的悉心指导以及思想生活方面的关心