高電壓(4.35v)鋰離子正極材料lini0.5co0.2mn0.3o2的制備與改性研究

1、 分類號： 密 級： U D C： 學 號： 碩士學位論文 學 位 類 別：_______ 工學碩士 作 者 姓 名： 金柱 學 科、專 業(yè)： 材料學 研 究 方 向： 鋰離子電池及其材料 指 導 教 師： 鐘盛文 教授 年 月 日高電壓 高電壓(4.35V)鋰離子正極材料

2、鋰離子正極材料 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 的制備與改性研究 制備與改性研究 Research on preparation and modification of high voltage type(4.35V) LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 for lithium-ion batteries 江西理工大學碩士學位論文 摘要 I 摘要 摘要 三元正極材料是目前為止最具有發(fā)展前景和最有可能成為鋰離子動力電池的制作材

3、料。本文研究了高電壓型 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 三元材料制備過程中反應條件對材料各項性能的影響， 并對其進行了改性研究， 使其具備更高的容量和更好的循環(huán)穩(wěn)定性。 本文采用化學共沉淀法合成三元前驅體，將前驅體與鋰鹽混合后利用高溫固相反應法合成 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 材料。在前驅體合成階段，研究了反應體系 pH值對材料表觀形貌、微觀結構、振實密度、以及電化學循環(huán)性能的影響。綜合分析上述測試結果得出結論：當反

4、應體系 pH=11 時，得到的三元前驅體擁有較好的物理化學性能。 相應的此條件下合成的前驅體與鋰鹽混合后燒結得到的三元材料經過各項性能測試，測試結果表明此反應條件下得到的材料性能最優(yōu)。 將得到的性能最優(yōu)的前驅體與鋰鹽混合后利用高溫固相反應法制備LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 材料。本部分研究了燒結溫度、燒結時間和鋰配比對材料性能的影響，測試了不同條件下得到的三元材料各項物理化學性能，包括：表觀形貌、微觀結構和電化學循環(huán)性能。經過

5、分析比較得出，鋰配比為 1.06，900℃下燒結 12h 獲得的三元材料性能最好，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時，首次放電比容量達到 173.6mAh/g，第 100 次循環(huán)的放電比容量為 154.2mAh/g，容量保持率>80%的循環(huán)次數為 172 次。 3%Al3+摻雜材料，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時，首次放電比容量為 171.9mAh/g， 第 100 次循環(huán)的放電比容量為

6、 166.7mAh/g， 容量保持率>80%的循環(huán)次數為 223 次。 1%Ti4+摻雜材料，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時，首次放電比容量為 170.2mAh/g， 第 100 次循環(huán)的放電比容量為 159.5mAh/g， 容量保持率>80%的循環(huán)次數為 248 次。 0.5%Al2O3 包覆材料，在 25℃，2.75-4.35V，0.5C 倍率循環(huán)時，首次放電比容量為 174.9mAh/g， 第