文档介绍：南开大学
硕士学位论文
聚氧阴离子型锂离子二次电池正极材料的合成与改性研究
姓名:彭文修
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:周震
20080501
电倍率下,充放电电压为В摘要锂离子二次电池被广泛应用于现代高科技领域。目前商业化的锂离子电池正极材料主要是,过充电时的安全等问题限制了其发展。在开发可替代新型材料过程中,具有聚氧阴离子型结构琒琒珹琍牟牧弦起了广泛的关注,其中单斜结构的捎诰哂薪虾玫牡缁Ш腿攘ρ性能,极有可能取代商业化的;具有峁沟腖、、乇鹗荓,由于原料丰富、环境友好,也引起了深入的研究。的锂离子扩散率也很低。通过降低颗粒大小、包覆导电材料和掺杂阳离子等手段可以弥补以上缺陷。本论文采用溶胶一凝胶法合成了纯相和掺杂的ú牧稀N恼乱嗤ü呶鹿滔喾ê铣闪舜肯嗟腖正极材料。采用溶胶一凝胶法合成了纯相和徊粼覻”的“。正极材料,通过统浞诺缧阅艿炔馐裕芯苛瞬煌粼恿..、、.圆牧系慕峁购偷缁阅艿挠跋臁Q芯糠⑾郑旱盰掺杂量时,合成的材料有着最好的电化学性能。此时,;材料的循环性能也得到很大提高,个循环周期后材料的放电容量损失仅仅为痝,.、.ú牧稀Q芯勘砻鳎牧系最佳掺杂量为.,此时其电化学性能尤其是大电流性能显著提高,当充电时,掺杂材料首次放电容的小电流下,纯相材料的首次放电容量痝;材料的锂离子脱嵌可逆性显著增强,尤其是第一个锂离子其旧鲜峭耆ǹ赡娴摹通过高温固相法合成了纯相的ú牧希⒂盟确ǘ云进行了碳包覆。通过统浞诺缧阅懿馐裕芯刻及捕圆牧系缁阅艿影响。研究表明:纯相材料的电化学性能很差,而对材料进行表面碳层包覆后,其电化学性能得到显著提高,在诺绫堵氏虏牧系氖状畏诺缛萘看锏痝,:籐;溶胶悍ǎ桓呶鹿滔喾ǎ凰确ǎ徊粼但是,蚅都有导电性比较差的瓶颈,而且并且用水热法对其进行了表面碳包覆。论文主要包括以下三个部分:/放痝提电压在浞诺绲缌髅芏任量达痝,而在/仅为氧化还原峰电势差接近痝,。
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第一章绪论硒化弟一早第一节言自放电率小、无污染、工作温度范围广、无记忆效应等优剧啦】,目前已被广泛引锂离子二次电池具有工作电压高、比容量大、安全性能好、循环寿命长、应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备中,并将逐步应用于电动汽车和混合电动汽车等领域。锂离子二次电池录ú牧隙哉龅绯氐男阅芷鹱胖凉重要的作用,研究和开发高性能的正极材料已成为锂离子电池发展的关键所在。锂离子电池正极材料一般为嵌锂化合物,应具备以下特点:活性金属离子应该有较高的氧化还原电位,从而使电池的输出电压高;嵌入化合物含有较多的锂离子嵌入和脱出从而得到高容量;锂离子的嵌入和脱出过程可逆并且主体结构没有或很少发生变化,从而确保良好的循环性能;嵌入化合物在整个充放电电压范围内化学稳定性好,不与电解质等发生反应;嵌入化合物应有较好的电子电导率和锂离子扩散率;从实用角度而言,嵌入化合物应该便宜且对环境无污染等。目前商业化的锂离子电池正极材料主要是以【课4淼牟阕辞讹化物,但这类材料存在成本昂贵、环境不友好等缺陷,尤其是在大功率使用过程中存在安全隐患。】也是一种广泛研究的层状化合物,但制备比较困难,难以控制严格的化学计量比【浚已沸阅芤膊睿允导视τ靡庖不大。而层状材料热力学性能不稳定,极易转变为更稳定的尖晶石型的,造