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【6h】

锰、钒氧化物正极材料的制备及应用于锂电池和锂离子电池的电化学性能

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摘要

中文文摘

第1章绪论

1.1锂离子电池工作原理及组成

1.2电解液

1.3正极材料

1.3.1层状LiCoO2

1.3.2层状LiNiO2

1.3.3钒氧化物

1.3.4锰氧化物

1.4本论文的设想

第2章直接电解法制备二氧化锰正极的研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1实验原理

2.2.2电解二氧化锰正极的制备

2.2.3电池的组装

2.2.4电化学性能测试

2.2.5物相结构分析

2.2.6热稳定性分析

2.2.7显维形貌及能谱分析

2.3结果与讨论

2.3.1恒电流连续放电性能

2.3.2物相结构分析

2.3.3热重-差热分析

2.3.4显微形貌的观察及能谱分析

2.4本章小结

第3章直接电解法制备钒氧化物正极的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1正极的制备

3.2.2电池的组装

3.2.3电化学性能测试

3.2.4物相结构分析

3.2.5红外光谱分析

3.2.6热重-差热分析

3.2.7显维形貌分析

3.3结果与讨论

3.3.1恒电流连续放电性能

3.3.2物相结构分析

3.3.3红外分析

3.3.4差热-热重分析

3.3.5显维形貌分析

3.4本章小结

第4章尖晶石型Li1.05-xNaxMn2-yCoyO4电化学性能的研究

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1样品的制备

4.2.2电池的组装

4.2.3电化学性能测试

4.2.4物相结构分析

4.2.5显微形貌观察

4.3结果与讨论

4.3.1电化学性能测试

4.3.2物相结构分析

4.3.3显维形貌分析

4.4本章小结

第5章Li0.95Na0.1Mn1.9Co0.1O4的储存性能研究

5.1前言

5.2试验部分

5.2.1样品的制备

5.2.2电池的组装,电化学性能测试,物相结构表征

5.3结果与讨论

5.3.1电化学性能测试

5.3.2物相结构分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历

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摘要

电池正极材料的充放电性能决定了电池的电化学性能。本文通过多种方法分别制备了薄膜锂电池和锂离子电池的正极材料,并研究了正极材料的电化学性能与制备条件的关系,为电池正极的制备寻找新的制备方法。 第一,商业电池正极大多采用制浆涂片法制备,工艺复杂,且制备工艺可能严重影响电池的整体性能。电解法制备电极具有容易控制电极厚度,成本低,可以通过控制电解条件改善样品电化学性能等优点。本文用直接电解和热处理结合的方法在石墨电极上分别制备得到具有四方软锰矿型MnO<,2>(空间群 P42/mnm)晶型结构的二氧化锰-碳正极和KV<,5>O<,13-x>型钒氧化物.碳正极。制备的二氧化锰-碳电极以0.1C倍率电流放电时,放电比容量达到219 mAh/g;钒氧化物-碳电极以0.1C倍率的电流放电时,放电比容量达238 mAh/g,表明样品不必涂敷粘结剂就可以与石墨集电极牢固的结合在一起。 第二,尖晶石LiMn<,2>O<,4>具有价格便宜、污染小、大电流充放电性能较好的优点。但同时也存在如储存性能差、高温性能差等缺点。本论文采用掺杂方法改善尖晶石型LiMn<,2>O<,4>的电化学性能。理论组成为Li<,0.95>Na<,0..>Mn<,1.9>Co<,0.1>O<,4>的首次放电容量为89.4 mAh/g,第530循环的放电容量为101.1 mAh/g。在高温下充放电时第1循环的放电容量为116.1 mAh/g,充放电效率较高,仍然能达97.2%。

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