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《武汉理工大学》 2004年
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Li-Ni-O体系锂离子电池正极材料的合成与性能研究

胡晨  
【摘要】: 锂离子二次电池是应用和开发前景最好的一种化学电源,改善和提高锂离子电池的电化学性能关键是选取充放电性能良好的正极材料。目前商品化的锂离子电池多数采用LiCoO_2作为正极材料,但资源有限,价格昂贵,且对环境污染较大。尖晶石LiMn_2O_4虽价格低廉,易于制备,合于环境,但它的容量较低,循环性较差,且高温下容量衰减严重。层状LiNiO_2化合物,其资源丰富,价格低廉,比容量高,对环境友好,被公认为是最有希望的正极材料。但是该材料合成困难,由于结构不稳定会导致容量衰减、热稳定性差。本论文的研究工作主要集中在作为锂离子电池正极材料的层状锂镍基氧化物上,包括以下几个方面: 1 溶胶凝胶法(Sol-gel)合成LiNi_xCO_(1-x)O_2的研究 与固相合成法相比,溶胶凝胶法合成LiNi_xCo_(1-x)O_2煅烧温度低,产物颗粒均匀一致,经过XRD的测试过后,结果表明750℃下烧结6~8小时,即可得到单相产物;烧结温度,掺杂剂的种类及掺杂剂量均对产物物相的形成产生影响,并对产物的结构产生影响。 2.Co元素掺杂LiNiO_2的合成及表征 为了改善其晶体结构和循环过程中的稳定性,在LiNiO_2中掺入元素,研究掺杂量对LiNiO_2晶体结构和电化学性能的影响。实验结果表明,在LiNi_(0.75)Co_(0.25)O_2在3.00~4.50V电压范围内,当充放电电流为1mA/g时,首次放电容量为183.6 mAh/g,经过50次循环后,放电容量为152.6 mAh/g。这些结果显示LiNi_(0.75)Co_(0.25)O_2是很有希望的锂离子正极材料。 3.多元素掺杂LiNiO_2的研究 在Co元素掺杂的LiNi_xCo_(1-x)O_2基础上,研究了在LiNi_xCo_(1-x)O_2中进一步掺入其它元素M(M=Al、Mg、Mn和Ti),由于多种掺杂离子在LiNiO_2晶格中所起的协同作用,因而改善了材料的综合性能。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM911

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【引证文献】
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