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《錳系鋰離子電池正極材料的制備及電化學性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、學校代碼10459學號201412151880密級碩士學位論文錳系鋰離子電池正極材料的制備及電化學性能研究作者姓名：李子賀導師姓名：馮祥明副教授陳衛(wèi)華教授學科門類：理學專業(yè)名稱：物理化學培養(yǎng)院系：化學與分子工程學院完成時間：2017年5月ADissertationSubmittedtoZhengzhouUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceTheSynthesisandElectrochemicalPropertiesResearchofLithium-ManganeseBasedCathodeMaterial
2、sforLi-ionBatteriesBySupervisor:May,2017學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。學位論文作者：日期：年月日學位論文使用授權聲明本人在導師指導下完成的論文及相關的職務作品，知識產權歸屬鄭州大學。根據鄭州大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留或向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允
3、許論文被查閱和借閱；本人授權鄭州大學可以將本學位論文的全部或部分編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復制手段保存論文和匯編本學位論文。本人離校后發(fā)表、使用學位論文或與該學位論文直接相關的學術論文或成果時，第一署名單位仍然為鄭州大學。保密論文在解密后應遵守此規(guī)定。學位論文作者：日期：年月日摘要摘要隨著化石燃料資源的短缺和環(huán)境污染的加劇，二次電池作為清潔類能源和電子設備能量存儲的媒介，近年來引起了人們越來越多的關注。其中鋰離子電池因其性能優(yōu)異，循環(huán)壽命長和環(huán)境友好等優(yōu)點，被人們寄予厚望。然而，現有商業(yè)化的鋰離子電池在能量密度方面仍不能滿足日益增長的使用需求
4、，因此，開發(fā)具有高能量密度的電池材料具有重要意義。以磷酸錳鋰為代表的錳系鋰離子電池正極材料，具有平臺電壓高，能量密度大，資源豐富，環(huán)境污染小，生產成本低等優(yōu)點，被認為是最有潛力的動力電池材料之一。本論文主要探究了尖晶石錳酸鋰、層狀錳酸鋰和橄欖石型磷酸錳鋰的控制合成，并研究了不同形貌或構型與材料電化學性能間的關系。本論文的工作主要包括三個部分：1.多孔洋蔥狀LiMn2O4的控制合成與性能研究。通過固相法批量合成了多孔洋蔥狀錳酸鋰，并結合共沉淀制備前驅體時溶液的電離平衡和各晶面的優(yōu)勢生長，研究其形貌產生的機理。進而使用相同的方法，通過調控pH合成了多孔球狀和多孔立方狀錳
5、酸鋰。電化學測試結果表明，洋蔥狀錳酸鋰具有最高的能量密-1度，在0.2C時能量密度達到了530WhKg，這是由洋蔥狀錳酸鋰層狀的結構和豐富的孔洞所貢獻的優(yōu)異性能。2.不同鋰含量對層狀錳酸鋰構型轉化的影響及性能研究。使用固相法合成了不同鋰含量的層狀錳酸鋰Li1±xMnO2，并探究了Li含量對層狀錳酸鋰結構轉化時構型穩(wěn)定性的影響。其中，Li/Mn比為0.75的材料的循環(huán)穩(wěn)定性要強于Li/Mn比為1的層狀錳酸鋰。這是由于缺鋰而出現了除層狀錳酸鋰相以外的尖晶石類的Mn3O4，由于Mn3O4的構型同轉化產物尖晶石錳酸鋰接近，因而在材料中起到了穩(wěn)定結構的作用。另外，為了提升Li
6、MnO2的性能，摻雜了Al離子，摻雜后的材料極化較小，倍率性能也得到了較大的提升。3.橄欖石型磷酸錳鋰LiMnPO4的制備及性能研究。以蔗糖為導電碳源，采用溶劑熱和固相結合的方法合成了碳包覆的磷酸錳鋰，測試結果表明適量的蔗糖加入能顯著地提升磷酸錳鋰的導電性，其中，復合50wt%蔗糖的磷酸錳鋰展現了更好的倍率性能和更小的阻抗。此外，探究了以工業(yè)用鎳粉作為導電骨架，采用溶劑熱法制得了復合鎳的磷酸錳鋰，鎳粉作為電子傳遞的導體，較大地提升了磷酸錳鋰的導電性能。關鍵詞：鋰離子電池，正極材料，鋰錳基化合物，高能量密度IAbstractAbstractAsthemediumfor
7、theenergyconversionofnewenergyresourcesandelectronicdevices,secondarybatterieshaveattractedmoreandmoreattention.Amongthevariousbatteries,Li-ionbatteriesarehighlyexpectedowningtothelowcost,smallvolume,environment-friendlinessandexcellentelectrochemicalperformance.However,theenergydens
