層狀鎳鈷錳酸鋰正極材料的合成與性能分析

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1、重慶人學(xué)碩十學(xué)位論文目錄4．5較優(yōu)條件下合成的鎳鈷錳酸鋰??????????·4．5．1循環(huán)伏安測試????????????????4．5．2充放電性能測試???????????????4．6共沉淀法合成過鋰三元復(fù)合材料?????????．．4．6．1XRD衍射分析???????????????．．4．6．2循環(huán)伏安測試????????????????4．6．3充放電性能測訶???????????????4．7本章小結(jié)???????????????????．5結(jié)論與展望??????????????．5．1結(jié)論??

2、??????????????????????????5。2展望?????????????????????致謝????????????????．．參考文獻(xiàn)????????????????一附錄????????????????．A．作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄???．．3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50????

3、??．．51??????52．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55???????56．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63重慶人學(xué)碩+學(xué)位論文1緒論1．1引言化學(xué)電源具有能量}轉(zhuǎn)換效率高，能量密度高，無噪聲污染，可移動性好等特點(diǎn)。隨著各種電子產(chǎn)占，的普及及電動自行車、電動汽車的快速發(fā)展，對化學(xué)電源，尤其是高性能、高能量!密度的獨(dú)立二次電源的需求與同俱增【lJ。二次電池成為新能源研究的一個重要方向，鋰離子電池也在這種背景下發(fā)展起來，是迄今所有商業(yè)化

4、使用的二次化學(xué)電源中性能最有優(yōu)異的電池【2。]。與傳統(tǒng)的甘汞電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等相比，鋰離子電池具有能量密度大、開路電壓高、自放電率小、無記憶效應(yīng)、使用壽命長、工作溫度范圍寬、安全可靠以及沒有環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)M≤J。自商業(yè)化以來，已成為小型移動電源和便攜式電源市場的絕對領(lǐng)跑者，廣泛應(yīng)用在小型電子產(chǎn)品、移動電話、筆記本、電動白行車、航天航空及軍事等方面。鋰離子也被認(rèn)為是純電動和混合動力汽車等大功率動力電源的理想電源，全球各大汽車生產(chǎn)商及鋰電企業(yè)紛紛投入大量人力和物力來研發(fā)鋰離子動：了電池汽車。鋰離子電

5、池的發(fā)展關(guān)鍵是正極材料的發(fā)展。目前，商業(yè)應(yīng)用的鋰電正極材料主要是鈷酸鋰、錳酸!里、磷酸亞鐵鋰及三元材料。與負(fù)極材料相比，鋰離子電池正極材料實(shí)際容量明．顯不足，成為制約鋰離子電池，特別是高容量鋰電池發(fā)展的瓶頸。因此，對現(xiàn)有F極材料的優(yōu)化及開發(fā)容量更高、安全性更好、成本更低的新型正極材料具有重：長意義。1．2鋰離子電池槌e述1．2．1鋰電池的發(fā)展史鋰一次電池的研究與開發(fā)始于20世紀(jì)60年代初期，以金屬鋰為負(fù)極，用Mn02、SOCl2、(CFxl。等材料作為J下極∞J，被廣泛用于軍事和民用領(lǐng)域，已經(jīng)實(shí)用化的鋰原電池有L

6、i／IVn02、Li／CuO、Li／A92V4011等【7J。鋰二次電池的研究熱潮始于80年代末期，DH3：大Moli能源公司推出了圓柱型“／MoS2鋰二次電池，但電池體系的循環(huán)效率不高，實(shí)際電池壽命短、安全性能差。1980年，Armac．首次提出“搖椅式電池”的概念【8J，掀起了世界范圍內(nèi)的鋰離子電池研究熱潮。19t)0年，日本Nagaura等人研制出以石油焦為負(fù)極，LiC002為J下極的鋰離子二次電池體系【9]：LiC6JLiCl04一PC+ECLiC002，使鋰電池的循環(huán)和安全問題取到得突破性的進(jìn)展，具有里

7、程碑的意義。1999年，鋰離子聚合物電池正式投入商業(yè)化生產(chǎn)，被稱為鋰聚合物電池的元年【l?。隨著研究工作的不斷深入，重慶人學(xué)碩+學(xué)位論文1緒論鋰離子電池的理論知諺，、各組成材料及整個電池體系的研究正同臻完善。1．2．2鋰離子電池能基本原理鋰離子電池正極夕】鋰離子嵌入化合物[11]，負(fù)極是鋰離子插入化合物。鋰離子在兩極均能可逆的嵌夕、和脫出，具有非常好的循環(huán)穩(wěn)定性。鋰離子電池充放電過程中的反應(yīng)(Me為過瘦金屬)可簡單表示為：充電：LiMe02_Lil。]de02+xLi++xe—C6+xLi++xe‘一÷Li』C6

8、方定電：Lil。Me02+xLi一+石e一_LiMe02Lil、

9、C6—}C6+xI。i++xe一鋰離子電池的充方E電機(jī)理如下圖1．1所示，充電時鋰離子從正極材料的晶格中脫出經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到負(fù)極材料層中；放電時鋰離子從負(fù)極材料晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到正極材料中。充放電過程中，鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出往復(fù)運(yùn)動，形象地稱為“搖倚電池”(RockingChairBatte