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《苏州大学》 2018年
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锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的合成及改性研究

李萍  
【摘要】:能量密度、可靠性等方面占有较大优势的锂离子电池已经成功的运用在消费电子领域。正极材料在锂离子电池的制造成本中占比为30~40%,正极材料的物理化学性能影响着锂离子电池的循环寿命、安全性和能量密度等各项性能指标。层状三元材料Li(Ni_xCo_yMn_z)O_2(NCM)中Co、Mn部分替代Ni,通过Ni-Co-Mn的协同作用,结合了三种材料的优点:LiCoO_2的良好倍率性能、LiNiO_2的高比容量、LiMnO_2的高安全性能及低成本等,三元材料的性能优于任一单材料。论文以高镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料为研究对象,组装成以锂片为对电极的纽扣半电池,研究正极材料的电化学性能,并用界面修饰技术对材料表面进行改性修饰,希望能克服高镍材料易吸水、表面稳定性差等缺点,提高高镍材料在锂离子电池中的商业化应用范围。主要内容如下:(1)用NaOH为沉淀剂,氨水为络合剂,采用连续氢氧化物共沉淀法,制备层状结构良好的高镍LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料,研究前驱体制备的影响条件以及烧结温度对产物性能的影响。(2)利用LBO玻璃均匀地包覆在高镍NCM表面,形成一层保护层,防止NCM电极与电解液直接接触,有效抵御HF的腐蚀,抑制过渡金属离子的溶出,增加材料的结构稳定性。(3)将含硼分子修饰在NCM表面,进行界面修饰。通过4-乙烯基苯硼酸(4-VBBA)中二醇基团与NCM表面残留羟基之间的缩合,4-VBBA层可以以共价键方式连接在NCM表面,改变NCM的表面性质,从而改善材料在实际生产中严重吸水问题。研究4-VBBA包覆层影响SEI膜的形成过程,从而提高高镍材料的电化学性能。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM912

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