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《探究鋰離子電池正極材料氧化鎳鈷錳鋰的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文鋰離子電池正極材料氧化鎳鈷錳鋰的研究姓名:樊勇利申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:唐致遠(yuǎn);錢德祥20070101摘要氧化鎳鈷錳鋰是綜合了LiC002、LiNi02、Lih恤02各自優(yōu)點(diǎn)的一種鋰離子電池正極材料。其以比容量較高、循環(huán)壽命長、高低溫性能良好、倍率特性優(yōu)、安全系數(shù)高、成本低等優(yōu)點(diǎn)有望成為當(dāng)前主導(dǎo)產(chǎn)品LiC002的替代品。本文采用適于產(chǎn)業(yè)化的前驅(qū)體高溫?zé)Y(jié)法來合成氧化鎳鈷錳鋰,著重探討了不同物質(zhì)的量的Li:Me(Me=Ni+Co+Mn)、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間對(duì)其性能的影響。從物相(晶胞參數(shù)變化、特征衍射峰的強(qiáng)度比)、振實(shí)密度、粒度分布、比表面積、初始比
2、容量、首次充/放電效率、循環(huán)壽命(20次循環(huán)后比容量保持率)等方面詳盡的討論了合成工藝對(duì)性能的影響,為量產(chǎn)合成工藝提供一定的技術(shù)支撐。通過不同物質(zhì)的量的Li:Me(Me=Ni+co+Mn)、燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間條件試驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn),1)Li:Me的比例直接影響著層狀嵌鋰化合物氧化鎳鈷錳鋰性能,其比例在1.05.1.15之間時(shí),具有良好的電化學(xué)性能(特別是1.10),且富鋰有助于提高首次充/放電效率;2)900℃合成產(chǎn)物有良好的層狀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能;3)900℃保溫時(shí)間在480min-960min之間合成產(chǎn)物電化學(xué)性能良好。用較佳合成條件制各的材料,初始放電比容量在160mAh儋左右,充/放
3、電效率為90%左右,20次循環(huán)后容量保持率為96%以上。最后,以合成的中試級(jí)氧化鎳鉆錳鋰作為正極材料與石墨為負(fù)極配對(duì),裝配成實(shí)際應(yīng)用的方型電池(型號(hào):702767,標(biāo)稱容量為10Ah)對(duì)其性能進(jìn)行綜合評(píng)估,主要性能如下:1)、氧化鎳鈷錳鋰充電截至電壓為4.3V和4.8V,初始比容量為160m舢/g和220mAh儋。2)在低倍率(0.5C)和高倍率(1C充5C放)兩條件下進(jìn)行充/放電循環(huán)時(shí),500次左右后,其容量平均保持率為87.9%和93.2%。3)、0.5C、lC、2C、3C、4C的放電容量為0.2C的放電容量的97.2%、96.8%、97.1%、94.6%、89.1%。4)、常溫(
4、25℃&30d)和高溫(60℃&7d)儲(chǔ)存時(shí),荷電容量平均為9.34Ah和8.9lAh,顯示出良好的荷電保持能力。5)、熱箱、短路、過充的安全試驗(yàn),電池不起火、不爆炸。綜上所述,本研究合成的氧化鎳鈷錳鋰綜合性能好,具有良好的應(yīng)用前景和實(shí)際使用價(jià)值。關(guān)鍵詞:氧化鎳鉆錳鋰前驅(qū)體高溫固相法電化學(xué)性能晶體結(jié)構(gòu)ABSTRACTLi.Ni.Co.Mn.OcompoulldistIlecathodeforlithiumionicbattery(LIB),whichintegratestherespectiveVinuesoftheLiC002,LiNi02鋤dLiMn02.Tllismate—ali
5、shope缸lc卸didateforLiC002becauseofitshighinitialc印aci吼Iongcyclicallife,900dratec印abili吼exceJlenthi曲-lowtempe咖rech雅比terS,bettersaf.e妙andlowcost.Inthiswork,Li_Ni—Co-Mn—Ocompoundhasbeensynmes疏dbyinduStriaIco—precipitationandsolidstatcreaction.Threemaininnuencesonthematerialwerediscussed,thedifrerent
6、ofthemolarratiooft11eLi:Me(Me=Ni+Co+Mn),sintertemperatueandsintertime.thepreparedmaterial、ⅣereinVestigatedbytheXRD(cystalicparametersandtheintensi夠ratioofthechararcteriSticpeaks),tapedensi夠,p眥icledis仃IJbution,specialsurfacearea,initialc印acit),,theefjEiciencyofthefirStcha唱e—discha唱e,cycleability.
7、Theconditionalexperimentsonthreemaininfluencesweredone.Theresultsshowthatthedif孢rentofthemolarratiooftheLi:Me(1.05—1.15,especiallyitl1.10)stronglyinfIuenceonperfom鋤ceofthematerial,themat舐alpreparedat900℃for480-960minhasbette