鋰離子電池正極材料的合成及改性研究.pdf

1、隨著鋰離子電池在我們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓綇V泛的應(yīng)用，人們對它的關(guān)注和要求也越來越高。眾所周知，電池是由正負(fù)兩級構(gòu)成的，但是現(xiàn)有的正極材料所具備的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法與負(fù)極相比，這限制了鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。因此，足夠的能量存儲能力仍是目前鋰離子電池面臨的一個問題，國內(nèi)外科研工作者們正致力于通過各種改性方法來提高現(xiàn)有電極材料的比容量又或者去開發(fā)新型的高能量密度的電池材料。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過噴霧干燥法一步合成了0.6Li[L

2、i1/3Mn2/3]O2-0.4LiNi(2+x)/6Mn(2+x)/6Co(1-x)/3O2(X=1,3/4,1/2,1/4,0)系列的電極材料，并對其結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能做了研究。研究結(jié)果表明：在這5個組分中，隨著Co的增加，從結(jié)構(gòu)上來看材料晶胞變小了，抑制了陽離子混排使得原子排列整體趨于有序規(guī)整化。電化學(xué)性能方面，Co的引入使得更多的Li2MnO3被活化，產(chǎn)生了更高的初始比容量，但由于不可逆反應(yīng)，首次庫倫效率并不高，低Co時材料的循環(huán)

3、穩(wěn)定性很好，50圈后基本保持不變，而含Co量增加會使得穩(wěn)定性能有所下降。另外選取了x=0.5的組分采用溶膠凝膠法對其進(jìn)行了ZnO的包覆，通過對包覆條件（煅燒溫度和包覆量）的優(yōu)化選擇實驗發(fā)現(xiàn)，1.5wt％的包覆量，700℃的煅燒溫度是比較合適的。包覆之后材料的整體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生變化，電極材料表面包覆的一層 ZnO能比較好地減少其與電解液的接觸，從而使充放電時穩(wěn)定性得到提高，循環(huán)50次后容量保持率仍有97.5%。⑵利用噴霧干燥法成功合成型的

4、LiNi0.5Mn1.35Ti0.15O4低氧缺陷材料。通過鋰的預(yù)摻雜和后摻雜以及與尿素燃燒后處理這兩種方法來有效地控制材料的結(jié)構(gòu)和氧缺陷。并對合成的材料進(jìn)行了拉曼、XPS、SEM和電化學(xué)測試。結(jié)果表明，鋰在晶體結(jié)構(gòu)的增長中發(fā)揮了重要作用，預(yù)摻鋰合成的材料顯示出了比后摻鋰更小的粒徑和低的氧缺陷。尿素燃燒后處理可以創(chuàng)建多孔的結(jié)構(gòu)來增加空氣和粉末之間的接觸面積，從而加速了氧缺陷的修復(fù)。然而，過量的尿素會導(dǎo)致材料的表面產(chǎn)生不良的Li2CO3和