鋰離子電池錳基富鋰正極材料的電化學(xué)性能優(yōu)化.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為(李屋漓老t件)課題(組)的研究成果，獲得(專君鉑老9幣課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明

2、入(簽名)：私鄉(xiāng)曳諺颶年籮月2歲日摘要近年來，鋰離子電池富鋰錳基正極材料xLi2Mn03(1x)LiM02(M=Mn，Co，Cr，Ni等)由于具有較高的比容量(_250mAh／g)、熱穩(wěn)定性好、成本低廉以及對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，引起了研究者的廣泛關(guān)注和研究。本論文選擇Lil14N沁8Mno6202富鋰錳基正極材料作為研究對(duì)象，采用一種簡(jiǎn)單的熔融鹽法，以改善電化學(xué)性能為目標(biāo)，對(duì)于熔融鹽的選擇、煅燒溫度及時(shí)間的控制、熔融鹽用量等條件進(jìn)行研究，調(diào)

3、控了材料的結(jié)構(gòu)并提高了電化學(xué)性能；然后通過使用新型粘結(jié)劑，抑制了該材料的電壓衰減，進(jìn)一步提高了電化學(xué)性能。1分別采用LiCl、NaCl、KCI作為熔融鹽，通過改變溫度和熔鹽的比例，合成了富鋰錳基正極材料Lil14Nio19Mno6202。對(duì)材料進(jìn)行了XRD、Raman、SEM、TEM、ICPOES、恒電位間歇滴定和恒電流充放電測(cè)試，表征了材料的形貌、結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)性能。其中，采用KCI作為熔融鹽，在800。C條件下煅燒12h所得的材料具

4、有比較均一的顆粒尺寸，在O1C的電流密度下首次放電比容量達(dá)到300mAh／g，但是材料的倍率性能較差。通過改變KCI的用量，發(fā)現(xiàn)隨著KCl用量的增加，材料的倍率性能隨之提高。經(jīng)XRD精修得出，是由于材料中Li／Niz混排降低所致。通過恒電位間歇滴定進(jìn)一步證明了，隨著KCl用量的增加，Li／Ni2混排的降低，材料中Li擴(kuò)散系數(shù)增大，進(jìn)而提高了倍率性能。2富鋰錳基正極材料在循環(huán)過程中由于相轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致放電電壓衰減。我們嘗試了通過新型粘結(jié)劑的選

5、擇，抑制了材料的電壓衰減。采用了以KCl作為熔鹽合成的Lil14Nio18Mno6202富鋰材料，分別研究了PVDF、瓜爾膠作為粘結(jié)劑對(duì)于電壓衰減的影響。采用瓜爾膠為粘結(jié)劑的電池在05C的電流密度下，經(jīng)過250周充放電循環(huán)后，平均放電電壓由348V降至308V，容量保持率為95％；采用PVDF為粘結(jié)劑的電池在05C的電流密度下，經(jīng)過200周充放電循環(huán)后，平均放電電壓由345V降至284V，容量保持率僅為62％。因此，PVDF對(duì)于材料的電