2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文以Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2及Li2CO3為原料,利用高速混料機混合后,采用固相煅燒合成法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料,優(yōu)化了制備過程中的煅燒溫度、煅燒時間、配鋰量等影響因素,以合成在高電壓下性能穩(wěn)定的正極材料。隨后對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料進行了摻雜和包覆改性研究,通過XRD、SEM、ICP以及電化學(xué)測試對材料的晶型、形貌和電化學(xué)性能進行了分析,確定了最佳摻雜及包覆量,提高了LiN

2、i1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料在高電壓下的循環(huán)性能。
  研究發(fā)現(xiàn),LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的最優(yōu)焙燒工藝為550℃下預(yù)燒5h,900℃下煅燒10h, n(Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2):n(Li)=1:1.04,在此條件下制備的材料在3.0-4.4V的電壓區(qū)間下,材料的首次充放電容量分別為194.4和173.2mAh/g,首次放電效率為89.1%,材料在0.2C、0.5C及2C容量分別為1

3、67.9、160.9及149.1mAh/g,1C下循環(huán)50周容量保持率為96.7%;但在3.0-4.6V的電壓區(qū)間下,循環(huán)穩(wěn)定性卻有明顯下降,降低至91.9%。
  對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料分別進行了Mg、Ti和Zr三種金屬元素的摻雜。研究發(fā)現(xiàn),摻雜降低了材料的首次放電容量,但對材料的循環(huán)性能改善明顯。對摻雜量進行了考察,結(jié)果表明1%摻Mg、3%摻Ti和1%摻Zr的樣品的電化學(xué)性能最佳。進一步對摻雜元素進行了考

4、察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)1%摻Zr的樣品在3.0-4.6V的電壓范圍內(nèi),1C的倍率下容量保持率優(yōu)于1%摻Mg和3%摻Ti的樣品。在此條件下,摻Zr的樣品首次充放電容量分別為226.0mAh g-1、196.1mAh g-1,首次充放電效率為86.7%,在1C下循環(huán)50次后容量保持率為95.2%(未摻雜材料為91.9%)。循環(huán)穩(wěn)定性的提高源于摻Zr的樣品在高電壓下循環(huán)過程中,提高了材料的穩(wěn)定性,同時降低了材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗。
  對LiNi1/

5、3Co1/3Mn1/3O2材料分別進行了Al2O3和MgF2的包覆研究。選用不同的Al2O3源對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料進行包覆,結(jié)果表明,以異丙醇鋁為鋁源包覆后的材料表面的Al2O3包覆層覆蓋的更加均勻和完整,更為有效地減少了電解液與正極材料的直接接觸,包覆后性能最佳。在此基礎(chǔ)上,對Al2O3包覆量進行了考察,研究表明當(dāng)m(Al2O3):m(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)=2wt.%時,材料的電化學(xué)性能最佳

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