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《探究鋰離子電池三元正極材料鎳鈷錳的制備研究》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、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文鋰離子電池三元正極材料鎳鈷錳的制備研究姓名：王曉花申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：田彥文20090601東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鋰離子電池三元正極材料鎳鈷錳的制備研究摘要。目前，用于鋰離子電池的正極材料仍以LiC002為主，由于Co價(jià)逐年上漲，以及LiC002本身在安全性能方面的缺陷，科研工作者一直在尋找成本低、性能優(yōu)異的可替代產(chǎn)品。層狀結(jié)構(gòu)LiNil／3C01／3Mnl／302材料因其理論容量較高及其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是有望取代LiC002的新一代鋰離子電池正極材料，擁有廣闊的應(yīng)用前景。改進(jìn)LiNil／3Col／3Mn
2、l／302的制備方法及工藝條件，提高其綜合性能，具有重要的實(shí)際意義。本論文進(jìn)行了鋰離子電池正極材料LiNil，3Coi／3Mnl／302的高溫固相法制備研究，分別考察了焙燒溫度、焙燒時(shí)間、n(Li)：n(M)(M-'Ni、Co、Mn))等因素對制備LiNii／3Cov3Mnl／302正極材料電化學(xué)性能的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了工藝條件；采用DTA．TG法進(jìn)行了材料制備的動(dòng)力學(xué)研究，利用Doyle．Ozawa法、Kissinger法分別計(jì)算相關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；進(jìn)行了鋰離子電池正極材料LiNil／3C01／3Mnl／302共沉淀一焙燒法的制備研究。共沉淀法
3、制備前驅(qū)體的實(shí)驗(yàn)中，考察了pH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度等因素對合成前驅(qū)體Nil，3Col／3Mnl／3(oH)2性能的影響，確定了合適的工藝條件；焙燒前驅(qū)體制備LiNil／3Col／3Mnl／302的實(shí)驗(yàn)研究中，考察了焙燒時(shí)間、焙燒溫度、n(Li)：n(Ni、Co、Mn)等工藝參數(shù)對合成LiNil／3Col／3Mnl／302正極材料電化學(xué)性能的影響。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了工藝條件，進(jìn)行了最佳工藝條件下的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；以X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)和電池測試系統(tǒng)、電化學(xué)工作站等測試手段對產(chǎn)品形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)
4、行了表征。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到以下結(jié)論：1．高溫固相法制備LiNil／3Col／3Mnl／302正極材料的最佳工藝條件為：焙燒溫度800℃、焙燒時(shí)間24h、n(Li)：n(M)(M=Ni、Co、Mn)為1．05：1。此條件下制備的LiNil／3COl／3Mnl／302晶型發(fā)育較好，沒有雜相生成，粒度分布均勻，最高放電比容量114．9mAh／g，充放電平臺(tái)平穩(wěn)，循環(huán)10次后容量損失率為3．4％，表現(xiàn)了較好的循環(huán)性能。2．兩種方法計(jì)算得到高溫固相法制備LiNiI／3CoI／3Mnl／302正極材料過程的表．T一東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要觀活化能分別為93．70k
5、J／tool和88．60kJ／mol。3．共沉淀法制備前驅(qū)體Nil／3Col／3Mnl／3(OH)2合適的工藝條件為：pH值為12．5，反應(yīng)溫度50℃，攪拌速度1000r／min。此條件下制得的前驅(qū)體Ni】／3Col／3Mnl／3(oH)2為非晶體，粒度均勻，大小合適，鎳、鈷、錳的摩爾比為l：1．02：1．024，基本接近理論含量。4．影響LiNiI／3CoI，3MnI：302正極材料放電比容量的各因素主次順序依次為焙燒溫度、n(Li)：n(Ni、Co、Mn)、焙燒時(shí)間。5．由前驅(qū)體一高溫固相法制備LiNil／3Col／3Mnl／302正極材料的最佳
6、工藝條件為：焙燒溫度900℃、焙燒時(shí)間24h、n(Ni、Co、Mn)為1．05：1。此條件下制備的LiNil／3COl／3M．nl／302放電比容量達(dá)到170．2mAh／g，充放電電壓平穩(wěn)，循環(huán)10次后容量損失率為4．36％，表現(xiàn)了較好的電化學(xué)性能。關(guān)鍵詞：鋰離子電池；正極材料；共沉淀法；前驅(qū)體；高溫焙燒；LiNil／3Col，3Mnl，302．Ⅱ．ResearchonSynthesisofNi·-Co--MnTernaryCathodeMaterialsforLi--ionBatteryAbstractLiC002hasbeenwidelyused
7、asacathodematerialincommerciallitlli啪．ionbatteryproductionatpresent，butresearchershavebeendevotingtofindsubstitutablematerialsoflowcostandexcellentpropertiesforLiC002，duetohighpriceofCoandsecurityvulnerabilityofLiC002．LiNimCol／3Mnl／302withlayeredstructurewasconsideredtobethemos
8、tprospectivematerialthatcarlreplaceLiC002ascathodemate
