動(dòng)力鋰離子電池正極材料錳酸鋰的開發(fā)及應(yīng)用研究.pdf

1、本論文的主要工作是通過高溫固相法合成改性的動(dòng)力鋰離子電池正極材料尖晶石型錳酸鋰,并將所研制的材料進(jìn)行中試研究.主要采用陰陽離子復(fù)合摻雜和碳包覆以及鉆酸鋰改性的方式來提高錳酸鋰的性能,并采用自制材料研制了性能良好的18650S型動(dòng)力電池.研究工作主要從以下幾個(gè)方面展開: 系統(tǒng)地研究了幾種陽離子單元摻雜時(shí),不同摻雜濃度對合成產(chǎn)物的物相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響.采用離子半徑比Mn<'3+>大,但有著比Mn-0鍵強(qiáng)很多的M-O鍵的元素zr

2、和稀土元素La、Ce和Nd對尖晶石錳酸鋰進(jìn)行單元摻雜改性,取得了很好的效果,稀土元素的摻雜可改善材料的高溫(55℃)循環(huán)性能.對尖晶石錳酸鋰進(jìn)行了二元陽離子組合摻雜,進(jìn)一步改善了材料的電化學(xué)性能.對尖晶石錳酸鋰進(jìn)行了陰陽離子的多元復(fù)合摻雜改性,通過篩選摻雜元素的組合方案和控制摻雜的量,制備出了既具有高的初始容量又有良好的常溫和高溫循環(huán)性能的尖晶石型錳酸鋰正極材料LJCo<,0.02>La<,0.01>Mn<,1.97>O<,3.98>C

3、l<,0.02>.并初步研究了5V錳酸鋰材料的性能. 研究了錳酸鋰正極材料的中試制備工藝,并研究了粒徑對正極材料性能的影響,所制備的材料性能達(dá)到小試時(shí)的水平.首次利用葡萄糖和聚乙烯醇為碳源,合成了碳包覆的摻雜型錳酸鋰復(fù)合材料,提高了材料的放電平臺(tái)和放電容量；制各出性能優(yōu)良的鈷酸鋰,利用直接混合和高溫處理混合的方式進(jìn)一步改善了錳酸鋰的性能,當(dāng)錳酸鋰和鈷酸鋰以90:10的質(zhì)量比混合時(shí),可以發(fā)揮二者共同的優(yōu)勢,當(dāng)二者以90:5的質(zhì)量比