高電壓(4.35v)鋰離子正極材料lini0.5co0.2mn0.3o2的制備與改性研究

1、 分類號： 密 級： U D C： 學(xué) 號： 碩士學(xué)位論文 學(xué) 位 類 別：_______ 工學(xué)碩士 作 者 姓 名： 金柱 學(xué) 科、專 業(yè)： 材料學(xué) 研 究 方 向： 鋰離子電池及其材料 指 導(dǎo) 教 師： 鐘盛文 教授 年 月 日高電壓 高電壓(4.35V)鋰離子正極材料

2、鋰離子正極材料 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 的制備與改性研究 制備與改性研究 Research on preparation and modification of high voltage type(4.35V) LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 for lithium-ion batteries 江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 I 摘要 摘要 三元正極材料是目前為止最具有發(fā)展前景和最有可能成為鋰離子動力電池的制作材

3、料。本文研究了高電壓型 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 三元材料制備過程中反應(yīng)條件對材料各項(xiàng)性能的影響， 并對其進(jìn)行了改性研究， 使其具備更高的容量和更好的循環(huán)穩(wěn)定性。 本文采用化學(xué)共沉淀法合成三元前驅(qū)體，將前驅(qū)體與鋰鹽混合后利用高溫固相反應(yīng)法合成 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 材料。在前驅(qū)體合成階段，研究了反應(yīng)體系 pH值對材料表觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)、振實(shí)密度、以及電化學(xué)循環(huán)性能的影響。綜合分析上述測試結(jié)果得出結(jié)論：當(dāng)反

4、應(yīng)體系 pH=11 時(shí)，得到的三元前驅(qū)體擁有較好的物理化學(xué)性能。 相應(yīng)的此條件下合成的前驅(qū)體與鋰鹽混合后燒結(jié)得到的三元材料經(jīng)過各項(xiàng)性能測試，測試結(jié)果表明此反應(yīng)條件下得到的材料性能最優(yōu)。 將得到的性能最優(yōu)的前驅(qū)體與鋰鹽混合后利用高溫固相反應(yīng)法制備LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 材料。本部分研究了燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間和鋰配比對材料性能的影響，測試了不同條件下得到的三元材料各項(xiàng)物理化學(xué)性能，包括：表觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)循環(huán)性能。經(jīng)過

5、分析比較得出，鋰配比為 1.06，900℃下燒結(jié) 12h 獲得的三元材料性能最好，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時(shí)，首次放電比容量達(dá)到 173.6mAh/g，第 100 次循環(huán)的放電比容量為 154.2mAh/g，容量保持率>80%的循環(huán)次數(shù)為 172 次。 3%Al3+摻雜材料，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時(shí)，首次放電比容量為 171.9mAh/g， 第 100 次循環(huán)的放電比容量為

6、 166.7mAh/g， 容量保持率>80%的循環(huán)次數(shù)為 223 次。 1%Ti4+摻雜材料，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時(shí)，首次放電比容量為 170.2mAh/g， 第 100 次循環(huán)的放電比容量為 159.5mAh/g， 容量保持率>80%的循環(huán)次數(shù)為 248 次。 0.5%Al2O3 包覆材料，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時(shí)，首次放電比容量為 174.9mAh/g， 第