鋰離子電池錳系5v正極材料的研究【開題報告】

1、開題報告開題報告化學化學鋰離子電池錳系鋰離子電池錳系5V正極材料的研究正極材料的研究一、選題的背景與意義隨著社會的發(fā)展和進步，人類對能源的需求越來越大，而世界經(jīng)濟能源的三大支柱石油、煤炭和天然氣也隨著人們的大量開采面臨枯竭的嚴峻挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)自然環(huán)境和自然資源的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展新能源和新能源材料是我國目前必須解決的重大問題。憑借金屬鋰在所有金屬中最輕、氧化還原電位最低、質量能量密度最大的特點，鋰電池以電壓高、比能量高、儲存時間長、比功率

2、大等多個優(yōu)點成為替代能源之一。正由于鋰電池具有別的電池所沒有的優(yōu)點，針對其性能追求更優(yōu)化的鋰電池成為我們研究的熱點。錳系鋰離子電池也是人們研究較早的電池，利用錳酸鋰作為電池正極材料，不但具有較高電壓平臺，安全性較好，且價格較為低廉。但錳系鋰離子電池的缺點在于比容量較其他電池低，高溫循環(huán)性能受到限制。隨著人們對錳系電池的不斷研究及改進，其性能得到了較大提高，應用也越來越廣，而其高溫循環(huán)性能也是研究的重點。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問

3、題：（一）（一）課題研究的主要內(nèi)容1.LiNi0.5Mn1.5O4的制備和研究：根據(jù)一定化學計量比的鋰源、鎳源和錳源，利用球磨混合和高溫固相反應法獲得LiNi0.5Mn1.5O4，再用X射線粉末衍射分析產(chǎn)物的純度、結構和粒徑大小；用紅外光譜分析材料的結構特征和表面官能團。2.摻雜Cr的LiNi0.5Mn1.5O4的制備及研究：以三氧化二鉻為鉻源，通過同樣的合成條件獲得Cr摻雜LiNi0.5Mn1.5O4正極材料，運用X射線粉末衍射和紅外

4、光譜分析Cr摻雜對物質結構的影響，用交流阻抗譜測試Cr摻雜前后電導率的變化，利用充放電測試評價材料的儲鋰性能。3.對比總結出摻Cr后的LiNi0.5Mn1.5O4的優(yōu)化條件：綜合電化學性能的測試結果來指導優(yōu)化Cr摻雜LiNi0.5Mn1.5O4正極材料的工作條件。（二）擬解決的主要問題1.通過加入過渡金屬Cr來改變鋰錳氧化物的性能。2.結合X射線衍射、恒電流放電等方法觀察嵌入過渡金屬對鋰錳氧化物的作用機理。三、研究的方法與技術路線：通過

5、閱讀相關鋰電池材料的合成制備、性能優(yōu)化等文獻，本課題擬采用以下方案和技術路線1.樣品合成方法PowerSources2008185:501–511.[8]M.AklalouchR.M.RojasJ.M.RojoI.SaadouneJ.M.AmarillaTheroleofparticlesizeontheelectrochemicalpropertiesat25at55℃oftheLiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4spinelas5

6、Vcathodematerialsflithiumionbatteries[J]ElectrochimicaActa200954:7542–7550.[9]S.H.OhK.Y.ChungS.H.JeonC.S.KimW.I.ChoB.W.ChoStructuralelectrochemicalinvestigationsontheLiNi0.5xMn1.5yMxyO4(M=CrAlZr)compoundf5Vcathodemateria

7、l[J]J.Alloys.Comp.2009469:244–250.[10]M.AklalouchJ.M.AmarillaR.M.RojasI.SaadouneJ.M.RojoSubmicrometricLiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4spinelas5Vcathodematerialexhibitinghugeratecapabilityat2555℃[J]Electrochem.Commun.201012:548–552.[1

8、1]SungBinParkWonSobEomWonIIChoHoJang；ElectrochemicalpropertiesofLiNi0.5Mn1.5O4cathodeafterCrdopingScienceDirectJournalofPowerSources159(2006)679684.[12]YuchengSunZhaoxiangWangXuejieHuangLiquanChenSynthesiselectroghemical

9、perfmanceofspinelLiMn2xyNixCryO4as5VcathodematerialsflithiumionbatteriesScienceDierctJournalofPowerSources132(2004)161165.[13]吳宇平，戴曉兵，馬軍旗，程預江，鋰離子電池：應用與實踐[M]，化學工業(yè)出版社，2004.[14]黃可龍，王兆翔，劉素琴，鋰離子電池原理與關鍵技術[M]，化學工業(yè)出版社，2008.[15]唐