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时间:2019-03-11
《改性linio2的制备及其电化学性能研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、工学硕士学位论文改性LiNiO2的制备及其电化学性能研究田启友哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号:TM911国外图书分类号:621.355工学硕士学位论文改性LiNiO2的制备及其电化学性能研究硕士研究生:田启友导师:张巨生研究员副导师:顾大明教授申请学位级别:工学硕士学科、专业:化学工艺所在单位:应用化学系答辩日期:2006年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM911U.D.C.:621.355DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringPREPARATION
2、ANDELECTROCHEMICALPROPERITIESOFMODIFIEDLiNiO2Candidate:TianQiyouSupervisor:ResearcherZhangJushengAssociateSupervisor:ProfessorGuDamingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalTechnologyDateofOralExamination:June,2006University:HarbinInstituteofTechnology哈
3、尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要改性LiNiO2具有与LiCoO2相同的层状结构,被认为是极具潜力的锂离子电池正极材料。本论文用共沉淀结合高温两段烧结法制备LiNiO2,并确定了优化的制备工艺条件。对LiNiO2进行了Co掺杂实验,并确定了最佳掺杂量,制备出了LiNi0.8Co0.2O2。在此基础上,进行了Zn、Al掺杂和MgO、Al2O3包覆实验,制备了性能相对较好的掺杂和包覆材料,并结合掺杂和包覆两者的优点,进行了掺杂和包覆共同作用改性实验。并对所得材料进行了电化学性能测试、结构表征和微观形貌观察。+实验结果表明:在0.2C(3.0-4.2V
4、,vs.Li/Li)充电倍率下,LiNiO2的-1首次放电比容量为197.3mAh·g,100次循环后,其容量保持率为67.3%。-1LiNi0.8Co0.2O2的首次放电比容量为190.2mAh·g,100次循环后,容量保持率为80.4%。尽管掺Co后首次比容量降低了一些,但是100次后循环性能得到较大的提高。随着Zn掺入量的增加,LiNi0.8-xZnxCo0.2O2的首次放电比容量和循环性能先提高后降低。Al掺入量的增加,使LiNi0.8-xAlxCo0.2O2的首次放电比容量逐渐减小,循环性能逐渐提高。Zn、Al掺杂体系中,LiNi0.7
5、8Zn0.02Co0.2O2的电化学性能相对较好。随着包覆量的增加,MgO、Al2O3包覆LiNi0.8Co0.2O2材料均呈现首次放电比容量逐渐减小、循环性能先提高后降低的趋势。对比包覆实验发现,0.5%Al2O3包覆LiNi0.8Co0.2O2的电化学综合性能相对较好,而且,其循环性能要好于LiNi0.78Zn0.02Co0.2O2。结合掺杂和包覆的特点,制备了0.5%Al2O3包覆LiNi0.78Zn0.02Co0.2O2。-1+材料的首次放电比容量为192.8mAh·g(0.2C、3.0-4.2V,vs.Li/Li),100-1次循环后,
6、放电比容量为180.8mAh·g,容量保持率为93.9%,综合电化学性能得到明显提高。但是大倍率充放电性能测试结果表明,0.5%Al2O3包覆LiNi0.78Zn0.02Co0.2O2材料的倍率特性还有待提高。关键词锂离子电池;正极;共沉淀;掺杂;包覆-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractModifiedLiNiO2whichhasthesamelayeredstructurewithLiCoO2isregardedasthepromisingcathodematerialforlithium-ionbattery.Inthiswo
7、rk,LiNiO2ispreparedbyco-precipitationfollowedbyheat-treatingattwostages,andtheexcellentpreparingconditionsareconfirmedatthesametime.Co-dopedLiNiO2materialsaresynthesizedandtheexcellentdopedquantity,viz.,LiNi0.8Co0.2O2isgained.Meanwhile,theZn(Al)-dopedandMgO(Al2O3)-coatedLiNi0
8、.8Co0.2O2materialsarecarriedoutandtherelativelygoodproductsarefound.
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