過渡金屬摻雜的鋰電池正極材料研究.pdf

1、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料由于其較高的可逆容量、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性和相對(duì)較低的成本，已經(jīng)被很多研究人員進(jìn)行了深入廣泛的研究。然而，研究人員對(duì)過渡金屬氧化物電極材料進(jìn)行了更徹底的研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過多次的充放電后其循環(huán)穩(wěn)定性能逐漸變差。此外，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2鋰電池的快速容量衰減和低速率能力也是阻礙其在高功率應(yīng)用中可持續(xù)性和使用性的主要問題。
　　在本論文中，我們首先討論兩種過渡金屬摻雜的電

2、極材料和它們的電化學(xué)性能。LiNi1/3CuxCo1/3-xMn1/3O2和 LiFexNi1/3-xCo1/3Mn1/3O2(0.000≤ x≤0.267)兩種微球材料分別按化學(xué)計(jì)量利用銅摻雜替代鈷和鐵替代摻雜鎳進(jìn)行合成。由于在銅摻雜材料中出現(xiàn)了顆粒的團(tuán)聚和產(chǎn)生了雜質(zhì)相，導(dǎo)致比容量的降低。適量的鐵摻雜材料可以提高鋰離子電池的比容量。
　　以 MnO2微球?yàn)槟０?，?Zn摻雜三元系 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料，合成

3、LiNi1/3ZnxCo1/3-xMn1/3O2(0.000≤ x≤0.133)微球材料。一個(gè)空心微球顆粒的直徑大約為4微米，它又有大量300納米的小微粒組成。利用 RIETAN-FP軟件對(duì)樣品進(jìn)行XRD結(jié)構(gòu)解析，得出樣品具有α-NaFeO2層狀結(jié)構(gòu)。然后組成鋰離子紐扣電池，在2.5 V到4.5 V的電壓范圍內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。通過測(cè)試，發(fā)現(xiàn)隨著鋅摻雜濃度的增加，鋰電池的循環(huán)性能和倍率性能同材料的晶格參數(shù)具有相似的變化趨勢(shì)。摻雜量 x