层状镍钴锰酸锂正极材料的合成与性能分析

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1、重庆人学硕十学位论文目录4．5较优条件下合成的镍钴锰酸锂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·4．5．1循环伏安测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．5．2充放电性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．6共沉淀法合成过锂三元复合材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4．6．1XRD衍射分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4．6．2循环伏安测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．6．3充放电性能测诃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5．1结论⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5。2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．A．作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录⋯⋯⋯．．3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯．．51⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63重庆人学硕+学位论文1绪论1．1引言化学电源具有能量}转换效率高，能量密度高，无噪声污染，可移动性好等特点。随着各种电子产占，的普及及电动自行车、电动汽车的快速发展，对化学电源，尤其是高性能、高能量!密度的独立二次电源的需求与同俱增【lJ。二次电池成为新能源研究的一个重要方向，锂离子电池也在这种背景下发展起来，是迄今所有商业化

4、使用的二次化学电源中性能最有优异的电池【2。]。与传统的甘汞电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等相比，锂离子电池具有能量密度大、开路电压高、自放电率小、无记忆效应、使用寿命长、工作温度范围宽、安全可靠以及没有环境污染等优点M≤J。自商业化以来，已成为小型移动电源和便携式电源市场的绝对领跑者，广泛应用在小型电子产品、移动电话、笔记本、电动白行车、航天航空及军事等方面。锂离子也被认为是纯电动和混合动力汽车等大功率动力电源的理想电源，全球各大汽车生产商及锂电企业纷纷投入大量人力和物力来研发锂离子动：了电池汽车。锂离子电

5、池的发展关键是正极材料的发展。目前，商业应用的锂电正极材料主要是钴酸锂、锰酸!里、磷酸亚铁锂及三元材料。与负极材料相比，锂离子电池正极材料实际容量明．显不足，成为制约锂离子电池，特别是高容量锂电池发展的瓶颈。因此，对现有F极材料的优化及开发容量更高、安全性更好、成本更低的新型正极材料具有重：长意义。1．2锂离子电池槌e述1．2．1锂电池的发展史锂一次电池的研究与开发始于20世纪60年代初期，以金属锂为负极，用Mn02、SOCl2、(CFxl。等材料作为J下极∞J，被广泛用于军事和民用领域，已经实用化的锂原电池有L

6、i／IVn02、Li／CuO、Li／A92V4011等【7J。锂二次电池的研究热潮始于80年代末期，DH3：大Moli能源公司推出了圆柱型“／MoS2锂二次电池，但电池体系的循环效率不高，实际电池寿命短、安全性能差。1980年，Armac．首次提出“摇椅式电池”的概念【8J，掀起了世界范围内的锂离子电池研究热潮。19t)0年，日本Nagaura等人研制出以石油焦为负极，LiC002为J下极的锂离子二次电池体系【9]：LiC6JLiCl04一PC+ECLiC002，使锂电池的循环和安全问题取到得突破性的进展，具有里

7、程碑的意义。1999年，锂离子聚合物电池正式投入商业化生产，被称为锂聚合物电池的元年【l⋯。随着研究工作的不断深入，重庆人学硕+学位论文1绪论锂离子电池的理论知谚，、各组成材料及整个电池体系的研究正同臻完善。1．2．2锂离子电池能基本原理锂离子电池正极夕】锂离子嵌入化合物[11]，负极是锂离子插入化合物。锂离子在两极均能可逆的嵌夕、和脱出，具有非常好的循环稳定性。锂离子电池充放电过程中的反应(Me为过瘦金属)可简单表示为：充电：LiMe02_Lil。]de02+xLi++xe—C6+xLi++xe‘一÷Li』C6

8、方定电：Lil。Me02+xLi一+石e一_LiMe02Lil、

9、C6—}C6+xI。i++xe一锂离子电池的充方E电机理如下图1．1所示，充电时锂离子从正极材料的晶格中脱出经过电解质嵌入到负极材料层中；放电时锂离子从负极材料晶格中脱出，经过电解质嵌入到正极材料中。充放电过程中，锂离子在正负极之间嵌入脱出往复运动，形象地称为“摇倚电池”(RockingChairBatte