锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂研究分析

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1、...页眉本文由xiong1987jun贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。天津大学硕士学位论文锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂的研究姓名：樊勇利申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐致远;钱德祥20070101摘要氧化镍钴锰锂是综合了ＬｉＣ００２、ＬｉＮｉ０２、Ｌｉｈ恤０２各自优点的一种锂离子电池正极材料。其以比容量较高、循环寿命长、高低温性能良好、倍率特性优、安全系数高、成本低等优点有望成为当前主导产品ＬｉＣ００２的替代品。本文采用适于产业化的前驱体高温烧结法来合成氧化镍钴锰锂，着重探讨了不同物质的量的Ｌｉ：Ｍｅ

2、（Ｍｅ＝Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｍｎ）、烧结温度、保温时间对其性能的影响。从物相（晶胞参数变化、特征衍射峰的强度比）、振实密度、粒度分布、比表面积、初始比容量、首次充／放电效率、循环寿命（２０次循环后比容量保持率）等方面详尽的讨论了合成工艺对性能的影响，为量产合成工艺提供一定的技术支撑。通过不同物质的量的Ｌｉ：Ｍｅ（Ｍｅ＝Ｎｉ＋ｃｏ＋Ｍｎ）、烧结温度、保温时间条件试验的研究发现，１）Ｌｉ：Ｍｅ的比例直接影响着层状嵌锂化合物氧化镍钴锰锂性能，其比例在１．０５．１．１５之间时，具有良好的电化学性能（特别是１．１０），且富锂有助于提高首次充／放电效率；２）９００℃合成产物有良好的层状结构和

3、电化学性能；３）９００℃保温时间在４８０ｍｉｎ－９６０ｍｉｎ之间合成产物电化学性能良好。用较佳合成条件制各的材料，初始放电比容量在１６０ｍＡｈ儋左右，充／放电效率为９０％左右，２０次循环后容量保持率为９６％以上。最后，以合成的中试级氧化镍钻锰锂作为正极材料与石墨为负极配对，装配成实际应用的方型电池（型号：７０２７６７，标称容量为１０Ａｈ）对其性能进行综合评估，主要性能如下：１）、氧化镍钴锰锂充电截至电压为４．３Ｖ和４．８Ｖ，初始比容量为１６０ｍ舢／ｇ和２２０ｍＡｈ儋。２）在低倍率（０．５Ｃ）和高倍率（１Ｃ充５Ｃ放）两条件下进行充／放电循环时，５００次左右后，其容量平均保持

4、率为８７．９％和９３．２％。３）、０．５Ｃ、ｌＣ、２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ的放电容量为０．２Ｃ的放电容量的９７．２％、９６．８％、９７．１％、９４．６％、８９．１％。４）、常温（２５℃＆３０ｄ）和高温（６０℃＆７ｄ）储存时，荷电容量平均为９．３４Ａｈ和８．９ｌＡｈ，显示出良好的荷电保持能力。５）、热箱、短路、过充的安全试验，电池不起火、不爆炸。综上所述，本研究合成的氧化镍钴锰锂综合性能好，具有良好的应用前景和实际使用价值。关键词：氧化镍钻锰锂前驱体高温固相法电化学性能晶体结构ＡＢＳＴＲＡＣＴＬｉ．Ｎｉ．Ｃｏ．Ｍｎ．ＯｃｏｍｐｏｕｌｌｄｉｓｔＩｌｅｃａｔｈｏｄｅｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ

5、ｉｏｎｉｃｂａｔｔｅｒｙ（ＬＩＢ），ｗｈｉｃｈ....页脚...页眉ｉｎｔｅｇｒａｔｅｓｔｈｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅＶｉｎｕｅｓｏｆｔｈｅＬｉＣ００２，ＬｉＮｉ０２锄ｄＬｉＭｎ０２．Ｔｌｌｉｓｍａｔｅ—ａｌｉｓｈｏｐｅ缸ｌｃ卸ｄｉｄａｔｅｆｏｒＬｉＣ００２ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｈｉｇｈｉｎｉｔｉａｌｃ印ａｃｉ吼Ｉｏｎｇｃｙｃｌｉｃａｌｌｉｆｅ，９００ｄｒａｔｅｌｏｗｃｏｓｔ．Ｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋ，Ｌｉ＿Ｎｉ—Ｃｏ－Ｍｎ—Ｏｃｏｍｐｏｕｎｄｈａｓｂｅｅｎｃ印ａｂｉｌｉ吼ｅｘｃｅＪｌｅｎｔｈｉ曲－ｌｏｗｔｅｍｐｅ咖ｒｅｃｈ雅比ｔｅｒＳ，ｂｅｔｔｅｒｓｙｎｍｅｓ疏ｄｂｙｏｎｓａ

6、ｆ．ｅ妙ａｎｄｉｎｄｕＳｔｒｉａＩｃｏ—ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｌｉｄｓｔａｔｃｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｒｅｅｍａｉｎｉｎｎｕｅｎｃｅｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅｄｉｆｒｅｒｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｔ１１ｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｅａｎｄｓｉｎｔｅｒｔｉｍｅ．ｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｗｅｒｅＬｉ：Ｍｅ（Ｍｅ＝Ｎｉ＋Ｃｏ＋Ｍｎ），ｓｉｎｔｅｒｉｎＶｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌ、ⅣｅｒｅＸＲＤ（ｃｙｓｔａｌｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉ够ｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｃｈａｒａｒｃｔｅｒｉＳｔｉｃｐｅａｋｓ），

7、ｔａｐｅｄｅｎｓｉ够，ｐ眦ｉｃｌｅｄｉｓ仃ＩＪｂｕｔｉｏｎ，ｓｐｅｃｉａｌｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ｉｎｉｔｉａｌｃ印ａｃｉｔ），，ｔｈｅｅｆｊＥｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｆｉｒＳｔｃｈａ唱ｅ—ｄｉｓｃｈａ唱ｅ，ｃｙｃｌｅａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｔｈｒｅｅｍａｉｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｗｅｒｅｄｏｎｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｉｆ孢ｒｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｓｔｒｏｎｇｌｙｉｎｆＩｕｅｎｃｅｏｎＬｉ：Ｍｅ（１．０５—１．１５，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ