目录
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摘要 ................................................................................................................ I ABSTRACT .................................................................................................... III 目录 .............................................................................................................. V 第1章文献综述.. (1)
1.1前言 (1)
1.2锂离子电池简介 (1)
1.2.1锂离子电池的发展概况 (1)
1.2.2锂离子电池的基本原理 (2)
1.2.3锂离子电池的特点 (3)
1.2.4锂离子电池的构成 (4)
1.3锂离子电池正极材料的研究现状 (4)
1.3.1锂钴氧正极材料LiCoO2 (5)
1.3.2锂镍氧正极材料LiNiO2 (6)
1.3.3锂锰氧正极材料 (7)
1.3.4磷酸铁锂材料LiFePO4 (9)
1.3.5其他锂离子电池正极材料 (10)
1.4镍钴锰三元系LiNi x Co y Mn z O2正极材料 (10)
1.4.1LiNi x Co y Mn z O2结构特点 (11)
1.4.2LiNi x Co y Mn z O2合成方法 (12)
1.4.3LiNi x Co y Mn z O2改性研究 (14)
1.5本论文的选题依据、研究内容和创新点 (15)
第2章实验部分 (18)
2.1实验原料和试剂 (18)
2.2材料的物理化学性质表征方法 (20)
2.2.1X射线衍射分析(XRD) (20)
2.2.2热重分析(TG/DTA) (20)
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武汉工程大学研究生学位论文
2.2.3扫描电子显微镜(SEM) (20)
2.2.4元素含量分析(ICP-AES) (20)
2.2.5激光粒度分析(PSA) (21)
2.3材料电化学性能测试 (21)
2.3.1扣式电池的组装 (21)
2.3.2电池恒流充放电循环测试测试 (22)
2.3.3循环伏安测试(CV) (22)
2.3.4交流阻抗测试(EIS) (22)
第3章LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的制备工艺及性能研究 (24)
3.1引言 (24)
3.2实验部分 (24)
3.3Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2前驱体合成和表征 (26)
3.3.1Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2前驱体合成工艺条件的研究 (26)
3.3.2Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2前驱体的表征 (31)
3.4LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂离子电池正极材料的合成和表征 (33)
3.4.1LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料合成工艺的研究 (33)
3.4.2LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂离子电池正极材料的表征 (39)
3.5本章小结 (42)
第4章超细Li3PO4作为电解液添加剂对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电池电化学性能的影响 (45)
4.1引言 (45)
4.2实验部分 (46)
4.2.1合成超细磷酸锂 (46)
4.2.2含磷酸锂的电池的组装 (46)
4.3电化学性能分析 (46)
4.3.1恒流充放电循环测试 (46)
4.3.2循环伏安测试 (48)
4.3.3电化学交流阻抗测试 (49)
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目录
4.4本章小结 (50)
第5章Li3PO4掺杂LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的制备与性能研究 . 53 5.1引言 (53)
5.2实验部分 (53)
5.3结果与讨论 (54)
5.3.1物相结构分析 (54)
5.3.2表面形貌分析 (55)
5.3.3电化学性能分析 (56)
5.4本章小结 (60)
第6章结论与展望 (61)
6.1结论 (61)
6.2展望 (62)
参考文献 (63)
攻读硕士期间已发表的论文 (77)
致谢 (79)
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武汉工程大学研究生学位论文
VIII
第1章文献综述
第1章文献综述
1.1前言
当前，石油、煤炭、天然气等不可能再生能源正随着世界各国的经济不断发展、工业水平不断提高，而逐渐减少，环境问题日益严重。能源紧缺和环境污染问题已经成为了当今世界备受关注的两大主题。为了实现可持续发展、保护生态环境，寻找清洁高效的新能源来替代传统化石能源迫在眉睫。太阳能、风能、地热、核能等新能源得到迅猛发展，但是这些新能源有自身的局限性，如太阳能效率过低，风能、地热能受到地域性限制，核能存在安全隐患等。化学电源是能将化学能直接转化为低压直流电能的装置，具有能量转换率高，能量密度高，无噪声污染，可随意组合，可随意移动等特点。它能够更好的利用这些新能源，有助于贯彻可持续发展的道路。随着科技的进步，电子信息技术不断的融入我们的日常生活，便携式设备、电动汽车的飞速发展，使得人们对于电池有了更高的需求。锂离子电池二次电池具有能量密度高、安全性能好、循环寿命长、无记忆效应、输出电压高、输出功率大、可快速充放电、工作电压范围宽以及对环境友好等特点[1]，将有很广阔的应用前景。
作为锂离子电池的核心组成部分——正极材料，它直接决定了电池的容量大小、安全性能以及经济效益[2]。寻找、开发价格低廉、性能优良的锂离子正极材料成为了新的研究方向和研究热点。
1.2锂离子电池简介
1.2.1锂离子电池的发展概况
目前已知的最轻的金属是锂（Li）（原子序数3，原子量6.941，密度0.534 g?cm-3），同时锂具有最低的标准电极电位（-3.045 V）和最大的质量比能量（电化学当量为0.26g?Ah-1）[3, 4]。所以，20世纪70年代，采用金属锂作为负极材料，正极材料采用二氧化锰、亚硫酰氯等[5]。由于其优点，便很快运用于军事和民用领域，其中Li/MnO2，Li/CF2，
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