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《深圳大学》 2015年
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碳富锂层状镍锰酸锂锂离子电池正极材料的研究

张娅  
【摘要】:本文以层状锰酸锂为出发点,对材料进行了一系列的探究,结果如下:1、本文确定了采用共沉淀法以硝酸锰、硝酸镍、氢氧化锂为原料制备了前驱体,再与氢氧化锂混合后高温烧结得到层状的锰酸锂正极材料。2、本文主要系统的考察了温度和烧结时间对材料的形貌、结晶状况、电化学性能的影响。首先利用利用TG测试分析,确定了烧结的大致温度为750-950℃,在此范围内进行更深入的探究。从SEM图上可以观察到样品在较低温度时的颗粒聚集为多面球形状,样品粒径大小较为均一,当温度在900℃以上时导致结晶面的距离减小,样品结构坍塌,出现熔融,在粒子表面形成附着物。从电化学性能图中可以看出从750℃到850℃,随着温度的升高,测试的电池容量逐渐升高,而从850℃到950℃测试电池的容量变化趋势又是逐渐减小。研究结果表明,层状锰酸锂正极材料在空气气氛下的最佳烧结温度为850℃,保温时间为10h时所得到样品其电池容量和循环稳定性是最好的,其晶体形貌完整,颗粒度均一。3、通过掺杂少量的金属离子以及其他元素来减少Mn3+所引起的Jahn-Teller效应是非常有用的方法。本文选择了镍为掺杂元素。研究结果表明,当Ni2+:Mn2+=1:1时,相对于不掺杂的电池材料在电池容量上有很大的提高。4、随着配锂量的增加,材料的层状结构逐渐趋于完整,但是当锂含量过多时保持晶型结构的金属离子减少,电池容量也逐渐衰减。实验最终确定了配锂量为过量于标准含量的10%,即Li1.1Ni0.5Mn0.5O2。5、本文使用实验室自制的LPAN对Li Ni0.5Mn0.5O2进行了包覆,探究了最佳包覆含量的同时,找到最佳的烧结温度。本章研究了从800℃到900℃之间前驱体经过碳包覆后的电化学性能,结果表明,温度为830℃,包覆含量为13%时,包覆后的层状锰酸锂正极材料的电化学性能最为理想,50次循环后容量保持为204.5m Ah.g-1。同时结果也显示当温度达到900℃时,相比实验中的其它烧结温度电池容量都明显降低,这表明过高的温度破坏了材料的晶体结构形成,不能到达改善材料电化学性能的目的。6、通过研究不同含量Li2Mn O3和Li NixMn1-xO2的固溶体复合材料的性能,最终得到的结果是0.5Li1.1Ni0.4Mn0.6O2·0.5Li2Mn O3 30次充放电循环后容量为190m Ah.g-1,0.5 Li Ni0.3Mn0.7O2﹒0.5Li2Mn O3经过40次充放电循环后容量为224.6m Ah.g-1。7、在对Li Ni0.5Mn0.5O2的包覆改性的研究基础上,从而对0.5 Li Ni0.3Mn0.7O2﹒0.5Li2Mn O3固溶体复合材料进行类似的改性研究。研究表明温度是影响材料电化学性能的关键因素,温度太低影响烧结过程中材料的结晶,温度太高对于LPAN包覆极为不利,温度在800℃-900℃包覆LPAN都有利于提高的材料的电化学循环性能,尤其在850℃左右,在原材料的基础上包覆含量为20%时,电化学循环性能得到了明显的提高。
【学位授予单位】:深圳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM912

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 吴锋;李宁;安然;苏岳锋;包丽颖;李月姣;陈实;;基于Li_2MnO_3的富锂类高比容量锂离子电池正极材料的研究进展[J];北京理工大学学报;2012年01期
2 许名飞,李新海,张云河,吴显明;层状锰酸锂的制备及改性[J];电源技术;2003年04期
3 陈一民,赵大方,谢凯,肖加余;制备条件对疏水SiO_2气凝胶结构和性能的影响[J];硅酸盐学报;2005年06期
4 蒋永;赵兵;万小娟;焦正;吴明红;仲明阳;栾健;陈仁国;;气相沉积碳包覆磷酸铁锂的制备及性能[J];硅酸盐学报;2008年09期
5 刘为刚;;钴酸锂粒度控制对产品性能的影响[J];湖南有色金属;2014年01期
6 刘景,温兆银,吴梅梅,樊增钊,林祖纕;锂离子电池正极材料的研究进展[J];无机材料学报;2002年01期
7 粟智;翁之望;申重;;锂离子电池正极材料LiMnO_2的表面修饰及电化学性能[J];中国有色金属学报;2010年06期
8 王震坡;刘文;王悦;赵春松;张淑萍;陈继涛;周恒辉;张新祥;;Mg、Ti离子复合掺杂改性磷酸铁锂正极材料及其电池性能[J];物理化学学报;2012年09期
9 陈来;陈实;胡道中;苏岳锋;李维康;王昭;包丽颖;吴锋;;不同组分下富锂正极材料xLi_2MnO_3·(1-x)LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2(x=0.1-0.8)的晶体结构与电化学性能[J];物理化学学报;2014年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵俊飞;吴科能;;锂离子电池无水电解质锂盐的研究进展[J];合肥师范学院学报;2011年03期
2 顾秋月;辜晓芸;高文远;;磷酸铁锂正极材料的研究进展[J];安徽化工;2011年04期
3 杨晨戈;马国;田学刚;程贺;张大伟;;电化学沉积合成锡钴合金薄膜电极及其作为锂离子电池负极材料的研究[J];安徽化工;2011年05期
4 胡卫强;陈晓红;宋怀河;;纳米二氧化锡的改性及锡/碳复合微球的制备[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年06期
5 安富强;李平;曲选辉;郑雪萍;;一种改善La-Mg-Ni贮氢电极合金性能的方法[J];北京科技大学学报;2008年03期
6 杨凯;庞佳伟;吴伯荣;陈实;吴锋;杨栋;;二氧化硅气凝胶改性方法及研究进展[J];北京理工大学学报;2009年09期
7 周颖;竺培显;孙勇;;SnO_2对铅酸蓄电池正极材料的影响[J];蓄电池;2008年02期
8 毛凌波;张仁元;;Al_2O_3气凝胶的制备技术研究[J];材料导报;2006年S2期
9 姬忠涛;张正富;;羟基氧化镍的制备、结构及其电化学性能研究现状[J];材料导报;2007年08期
10 张芙蓉;马立群;丁毅;赵相玉;;AB_5型储氢合金的研究进展[J];材料导报;2007年S3期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 秦红莲;唐致远;马莉;;LiV_3O_8正极材料的合成及电化学性能研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
2 杨海龙;倪文;徐国强;梁涛;;多孔隔热材料SiO_2气凝胶的低成本制备[A];2006年保温材料技术交流会论文汇编[C];2006年
3 刘不厌;彭乔;孙玥;;超级电容器二氧化锰电极材料的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
4 王琛;潘延林;李克锋;钱斌;;新一代空间用锂离子电池正极材料LiFePO_4[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
5 王青春;水淼;舒杰;黄锋涛;徐丹;;制备条件对Li_(1+x)V_3O_8电化学性能的影响[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
6 郭志俊;;动力磷酸铁锂电池组充电管理电路的设计研究[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
7 唐致远;卢星河;张娜;刘国强;;锂离子电池正极材料的研究现状与展望[A];2005中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会论文集[C];2005年
8 邓飞云;武笑宇;余向飞;梅柳香;;超细粉体表面包覆技术研究进展[A];2012船舶材料与工程应用学术会议论文集[C];2012年
9 曹铭;;纯电动车用动力锂电池保护板的设计与实现[A];2012重庆汽车工程学会年会论文集[C];2012年
10 曹铭;;纯电动车用动力锂电池保护板的设计与实现[A];西南汽车信息:2012年下半年合刊[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 相佳媛;锂离子电池相变型负极材料铜、镍系化合物的设计制备及改性研究[D];浙江大学;2011年
2 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
3 高宏权;锂离子电池用高倍率Li_4Ti_5O_(12)负极材料的合成与改性[D];中南大学;2010年
4 崔王君;锂离子电池锡基负极材料的合成及性能表征[D];复旦大学;2011年
5 陈玲;硼酸盐和磷酸盐系锂离子电池正极材料的合成与性能研究[D];华南理工大学;2011年
6 林志萍;锂离子电池正极材料及铁电材料的第一性原理研究[D];华南理工大学;2011年
7 崔妍;金属氧化物与碳共包覆LiFePO_4正极材料高倍率电化学性能研究[D];天津大学;2010年
8 杨亦双;中间相炭材料的制备及其电化学性能研究[D];天津大学;2011年
9 黄建书;聚阴离子型磷酸盐锂离子电池正极材料的研究[D];上海交通大学;2011年
10 李明涛;新型离子液体聚合物电解质的设计、合成及在锂二次电池中的应用研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张金歌;负极材料Li_4Ti_5O_(12)制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
2 徐乐;树脂炭包覆微晶石墨作锂离子电池负极材料研究[D];长沙理工大学;2010年
3 胡时光;聚阴离子型正极材料LiFePO_4/C、Li_2FeSiO_4/C的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
4 占孝云;聚苯乙烯模板法制备锂离子电池材料及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
5 程承;水性锂离子电池负极材料的研究[D];湘潭大学;2010年
6 王雁生;锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及其改性研究[D];湘潭大学;2010年
7 王国宝;高性价比锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性研究[D];湘潭大学;2010年
8 聂正新;锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Mn,Fe)的第一性原理研究[D];江西师范大学;2010年
9 魏文强;三元熔融盐在LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2和LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2制备中的应用[D];河南师范大学;2010年
10 杨双磊;锂离子电池电极材料的制备及其电化学性能研究[D];湖南工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴志坚;;无机气凝胶研究进展[J];材料导报;2001年11期
2 李伟,王霞瑜,张平,黄舸,贺小华;溶胶-凝胶法制备疏水型SiO_2气凝胶[J];材料科学与工程;2002年01期
3 李玉增,钱九红;锂离子二次电池研究进展[J];电池;1995年06期
4 任学佑;锂离子电池及其发展前景[J];电池;1996年01期
5 江志裕;锂离子电池的某些研究进展[J];电池;1997年06期
6 黄可龙,吕正中,刘素琴;锂离子电池容量损失原因分析[J];电池;2001年03期
7 胡环宇;仇卫华;李发喜;赵海雷;王碧燕;;Mg掺杂对LiFePO_4材料电化学性能的影响[J];电源技术;2006年01期
8 高翠琴,贾志强,周运鸿,王明五;中性条件下铋对锌电极的缓蚀作用[J];电源技术;1999年01期
9 詹晖,周运鸿;锂离子电池正极材料的发展[J];电源技术;1999年S1期
10 唐致远,阮艳莉,宋全生,卢星河;橄榄石LiFePO_4复合正极材料的合成及其电化学性能研究[J];高等学校化学学报;2005年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兰芳;锂离子电池正极材料锰酸锂的合成工艺取得重大创新并实现规模化生产——北京市重大科技项目取得又一项突破性成果[J];新材料产业;2005年06期
2 ;力推我国电动汽车的产业化发展——“锂离子电池正极材料锰酸锂的产业化技术开发”项目意义专家观点[J];新材料产业;2005年06期
3 朱华丽;陈召勇;廖红卫;肖汉宁;肖劲;;控制结晶法制备球形锰酸锂的研究[J];电源技术;2006年06期
4 高农;张若楠;张旭;顾大明;;钴镍掺杂锰酸锂的电化学性能研究[J];材料科学与工艺;2008年02期
5 阚素荣;卢世刚;李文成;王昌胤;伍乐;黄松涛;;尖晶石锰酸锂粒度和离子改性对其循环性能的影响[J];稀有金属;2008年03期
6 林茹;刘超锋;;锂离子电池正极材料锰酸锂的改性研究[J];无机盐工业;2009年10期
7 李普良;詹海青;程东;曾文明;李林辉;;原材料预处理对锰酸锂性能的改性研究[J];中国锰业;2010年01期
8 高明;孙晓刚;程利;吁霁;;锰酸锂改性及其电化学性能研究[J];材料导报;2011年18期
9 孟凡玉;;锂离子电池正极材料锰酸锂的制备及其性能研究[J];科技风;2013年19期
10 于海斌,姜雪丹,蒋建明,韩立敏;一种新型电极材料—锰酸锂[J];无机盐工业;2001年06期
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1 吴奎辰;肖伶俐;徐中领;胡素娟;高青雨;施南峰;吴清国;;双掺杂金属离子改性尖晶石锰酸锂性能的研究[A];第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2013年
2 王志兴;李新海;郭华军;彭文杰;张云河;胡启阳;刘久清;;钴掺杂锰酸锂的合成与性能[A];2008年全国湿法冶金学术会议论文集[C];2008年
3 白振峰;向勇;赵玉;刘浩文;唐定国;;层状锰酸锂的制备及相变研究[A];中国化学会第28届学术年会第5分会场摘要集[C];2012年
4 周邵云;刘建生;蒋灵;李钊;张利萍;;1-丙烯-1,3-磺酸内酯对锰酸锂电池性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 曹景超;;尖晶石型锰酸锂的性质及改性研究现状[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年
6 常照荣;赵海丽;汤宏伟;刘瑶;黄静;;尖晶石锰酸锂电池材料的合成及性能的研究[A];河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年
7 韩要丛;唐跃波;李普良;李华成;陈平;闫冠杰;;以四氧化三锰制备尖晶石型锰酸锂的研究[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年
8 邓远富;覃旭松;陈申;赖炯平;陈国华;;长寿命、功率型锰酸锂基正极材料的制备及中试工艺开发[A];第一届全国储能科学与技术大会摘要集[C];2014年
9 崔涛;华宁;韩英;康雪雅;;乳液法制备球形锰酸锂及其影响因素[A];第二届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
10 谢兴华;周慧生;颜事龙;王惠娥;王卫国;吴红波;郭进;刘伟;;纳米锰酸锂晶体粒度的温度响应[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
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1 本报记者 吕贤如;锰酸锂开辟能源新天地[N];光明日报;2005年
2 刘碧玛;锂离子电池正极材料锰酸锂合成通过鉴定[N];科技日报;2005年
3 记者 熊燕 施铭;汇龙锰酸锂领先全球批量生产[N];云南日报;2003年
4 记者 钟秀玲 通讯员 高鹏;有色集团锰酸锂项目竣工投产[N];新疆日报(汉);2011年
5 记者 吕贤如;我国锰酸锂电池开发取得突破[N];光明日报;2005年
6 北京大学教授 其鲁;锰酸锂动力民池:勇挑电动车产业发展大梁[N];科技日报;2005年
7 潘小祥 唐拔明;金泰公司镍钴锰酸锂技术通过省级鉴定[N];中国有色金属报;2008年
8 袁文;锂离子电池正极材料规模化生产[N];科技日报;2005年
9 徐莅 新疆昊鑫锂盐开发有限公司;稀土和钴掺杂锰酸锂的电化学性能研究[N];新疆科技报(汉);2011年
10 本报记者 覃世默;崇左:创新学习激发创新活力[N];广西日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张娜;动力锂离子电池正极材料锰酸锂的开发及应用研究[D];天津大学;2005年
2 蒋庆来;浆料喷雾干燥法制备球形锰酸锂正极材料及其改性研究[D];中南大学;2011年
3 詹纯;锰酸锂—石墨电池容量衰减过程及其调控方法的研究[D];清华大学;2013年
4 江剑兵;高温长寿命锰酸锂正极材料的合成及其改性研究[D];中南大学;2014年
5 冯季军;尖晶石锰酸锂正极材料的离子掺杂改性研究[D];天津大学;2004年
6 邹启凡;锂离子电池用尖晶石锰酸锂的合成、结构与性能研究[D];中南大学;2005年
7 卢星河;尖晶石型锰酸锂正极材料的合成及电化学性能研究[D];天津大学;2005年
8 彭忠东;锂离子电池正极材料的合成及中试生产技术研究[D];中南大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李亚彬;锂离子电池正极材料锰酸锂的制备及其性能研究[D];苏州大学;2012年
2 陈飞;正极材料尖晶石锰酸锂的制备及高温性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 杨琪;锂离子电池正极材料锰酸锂电化学性能的研究[D];大连理工大学;2013年
4 刘立振;尖晶石锰酸锂的制备与改性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
5 邱燕华;锂离子电池正极材料锰酸锂的制备、分析和性能研究[D];江南大学;2009年
6 张金波;尖晶石锰酸锂的合成以及离子掺杂对其高温电性能研究[D];江西理工大学;2011年
7 郭利萍;尖晶石型锰酸锂的合成与性能研究[D];河南师范大学;2011年
8 易亚杰;尖晶石锰酸锂正极材料制备及其改性研究[D];长沙理工大学;2013年
9 谭习有;高温固相法合成尖晶石锰酸锂及其改性研究[D];华南理工大学;2014年
10 高军;尖晶石锰酸锂掺杂稀土金属改性的研究[D];北京化工大学;2007年
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