高容量鎳基正極材料lini0.9mn0.1o2的合成及改性研究

1、分類(lèi)號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：碩士學(xué)位論文2017年5月23日高容量鎳基正極材料高容量鎳基正極材料LiNi0.9Mn0.1O2的合成及改性研究的合成及改性研究ResearchonpreparationmodificationofNibasedLiNi0.9Mn0.1O2cathodematerialwithhighcapacity學(xué)位類(lèi)別：工學(xué)碩士作者姓名：呂慶文學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：尹從嶺副教授、鐘盛文教授研究方向：鋰離子

2、電池鎳基正極材料江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要鎳基正極材料以其高可逆比容量，低成本的優(yōu)勢(shì)成為了新一代鋰離子電池主要的候選材料。但是，鎳基正極材料在循環(huán)過(guò)程中存在循環(huán)壽命差，安全性能低等問(wèn)題，阻礙其進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。本文采用共沉淀高溫固相法制備出NiMn固溶的LiNi0.9Mn0.1O2正極材料，并對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)化合成工藝、摻雜改性，提高其電化學(xué)性能。結(jié)合X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、能譜分析、ICPOES、電化學(xué)性能測(cè)試

3、分析對(duì)LiNi0.9Mn0.1O2材料性能進(jìn)行表征。采用共沉淀高溫固相法制備LiNi0.9Mn0.1O2正極材料，研究結(jié)果表明：在Li(NiMn)配量=1.11，780℃純氧氣氛下，燒結(jié)12h合成的正極材料晶型完整，電化學(xué)性能最好，在25℃，2.75~4.2V、0.2C倍率下，LiNi0.9Mn0.1O2材料首次放電比容量達(dá)到180.8mAhg，循環(huán)50次后，容量保持率為80.36%。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)Co摻雜，制備出LiNi0.9xCoxMn

4、0.1O2（x=0，0.04，0.07，0.1）正極材料。XRD測(cè)試顯示，Co摻雜沒(méi)有改變?cè)疾牧系膶訝罱Y(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以降低陽(yáng)離子混排程度，改善其循環(huán)性能。在室溫25℃，2.75~4.35V，LiNi0.83Co0.07Mn0.1O2材料的首次放電比容量高達(dá)205.4mAhg，100次循環(huán)后容量保持率為77.07%，材料的倍率性能也非常理想，5C倍率下，容量仍有139mAhg。材料的低溫性能也得到了較大改善，在20℃下，放電比容量為15

5、9.48mAhg，低溫效率為75.33%，比未摻雜的高8%。通過(guò)摻雜改性制備了ZrO2、LiF摻雜LiNi0.9Mn0.1O2材料，研究結(jié)果表明：摻雜能改善材料的循環(huán)性能。ZrO2摻雜量為1.5%，在25℃、2.75~4.35V下，正極材料首次放電比容量199.8mAhg，50次循環(huán)后，容量保持率為89.79%，在20℃低溫下，放電效率為71.68%。LiF摻雜量為0.5%時(shí)，在2.75~4.35V，0.2C倍率下，LiNi0.9Mn0