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《中南大学》 2002年
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锂离子电池正极材料锂镍钴氧的制备及改性研究

禹萍  
【摘要】:本论文采用固相混合和液相化学法在高温热处理下制备了锂离子二次电池用的具有层状结构的LiNi_(1-x)Co_xO_2正极材料及LiNi_(0.7)Co_(0.3-x)M_xO_2(M=Al,Mn)材料;利用X射线衍射法、扫描电镜、微电极循环伏安法及恒电流充放电测试等,研究了合成材料的结构和电化学性能,主要结论如下: 1.比较了两种不同制备方法制得的LiNi_(1-x)Co_xO_2正极材料结构和电化学性能发现,采用液相化学法制得的LiNi_(1-x)Co_xO_2固溶体材料其固溶效果、阳离子有序度及电化学测试容量、循环性能均明显优于采用固相混合制得的LiNi_(1-x)Co_xO_2材料; 2.对不同热处理烧结工艺制得的LiNi_(1-x)Co_xO_2固溶体的结构和电化学性能研究发现,认为750℃下热处理20小时为最合适的合成工艺;对不同掺Co量的LiNi_(1-x)Co_xO_2固溶体的研究发现,当x=0.4时,LiNi_(1-x)Co_xO_2材料的电化学综合性能最好;但研究发现,制备的LiNi_(1-x)Co_xO_2正极材料在恒电流充放电过程中存在一定的极化现象,且材料的结构仍不稳定,循环性能仍有待于进一步提高。 3.固相法制备的LiNi_(0.7)Co_(0.3-x)M_xO_2(M=Al,Mn)样品具有与层状结构LiNiO_2相同的晶体结构。研究发现在锂镍钴化合物中掺Al虽可稳定化合物的结构,但掺入量不宜太多,认为掺入量x应小于或等于0.10;750℃是最适宜的合成温度,在这个温度下制备的样品的结构和电化学循环性能较好; 4.随着Mn固溶量x的增加,I_((003))/I_((104))的比值减小,阳离子的无序度增加,因此在LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2中掺Mn量x也不宜超过0.10。电化学测试发现,掺Mn量为0.10的LiNi_(0.7)Co_(0.3-x)Mn_xO_2样品和LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2相比,充放电平台上升,充放电容量增加,且循环性能也明显增强。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TM911

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