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1、'学校代码:10285i:uS:#学号:2013420922:爲訓乂爭SOOCHOWUNIVERSITY|^ULiCo〇m2材料电化学性能画究Studyonelectrochemicalerformance0化iCo〇2materialsp■=研究生姓名陈桂敏指导教师姓名徐艳辉■*———■?^'''■--*^'!?y.觀专业名称化学工程与技术'-:-'■:..::::;宣;沪V晦兰;?^帮研究方向裡离子电池正极材料i靡所在院部
2、材料与化学化工学部论文提交日期2016年5月LiCoO2材料电化学性能的研究中文摘要LiCoO2材料电化学性能的研究中文摘要LiCoO2因具有较大的理论容量,较好的电子导电性、倍率性能和循环性能,是最早商业化且最具有应用前景的材料。LiCoO2材料的实际容量很低,截止电压为+4.2VvsLi/Li时,可逆比容量为140mAh/g,仅为理论容量的一半,此时只有50%的+Li脱出,若想增加容量,须通过提高充电电压来实现,但当电压大于4.2V时,会加快Co在电解液中的溶解速度,降低材料结构稳定性,容量衰减速度加快。另外,Co资源非常稀
3、有,价格昂贵。针对这些问题,我们采用了表面包覆的方法改进其性能,除此以外,还研究了xLi2MnO3·(1-x)LiCoO2和LixNi0.85Co0.15Al0.03O2正极材料。本论文工作如下:1、对9个具有不同粒径的商业化LiCoO2正极材料进行物相与形貌表征和充放电测试,发现粒径的大小对材料的循环性能并没有决定性作用,可能还与粒径的分布、表面形貌等因素有关。2、采用球磨法和液相法制备了Al2O3包覆的LiCoO2正极材料,并探究了包覆前后材料电化学性能的变化,测试了在3.7-4.3,4.35,4.4,4.45,4.5,4.55和4.6V电
4、压范围内的充放电循环行为。结果表明,Al2O3包覆后在材料表面形成了一层保护膜,有效的阻碍了在高电压下Co的溶解,加强了材料在循环过程中的结构稳定,使LiCoO2材料的循环性能,尤其在高电压下的循环性能得到改善。采用球磨法包覆效果最为明显,在3.7-4.5V电压范围内循环时,首次放电容量为175mAh/g,500圈后容量为113.4mAh/g,容量保持率为64.8%,而未包覆的仅为4%。3、采用固相法在不同的烧结温度下合成富锂xLi2MnO3·(1-x)LiCoO2(x=0.0,0.1,0.2)系列的固溶体材料。两种方法得到的样品均随着Li2M
5、nO3含量的增加,首次放电容量逐渐减少,但循环性能却越来越好。1050℃烧结的样品比在850℃烧结的样品结构相对稳定,在保持较高的首次放电容量的前提下也具有较好的循环稳定性。4、采用高温固相法在一系列烧结温度下合成了富镍Li1.05Ni0.85Co0.15Al0.03O2正极材料。I中文摘要LiCoO2材料电化学性能的研究在T=700℃时合成的材料具有最高的初始放电容量和较好的容量保持率,在3.0-4.3V电压范围内首次放电容量为142.5mAh/g,比800℃的样品的高20-30mAh/g。在此温度的基础上合成了不同Li含量的LixNi0.8
6、5Co0.15Al0.03O2(x=1.0,1.02,1.05,1.07,1.09,1.11)2++材料,当x=1.05时,材料中Ni和Li的混排程度最低,且六方层状结构最有序,结晶最完整,表现出较好的循环稳定性。关键词:锂离子电池;LiCoO2正极材料;包覆;xLi2MnO3·(1-x)LiCoO2固溶体;LixNi0.85Co0.15Al0.03O2;电化学作者:陈桂敏指导老师:徐艳辉博士IIStudyonelectrochemicalperformanceofLiCoO2materialsAbstractStudyonelectroche
7、micalperformanceofLiCoO2materialsAbstractLiCoO2hasbeenfirstlyandwidelycommercialusedasanactivematerialforthecathodeoflithium-ionbatteriesduetoitshightheoreticalspecificcapacity,goodconductivity,goodratecapabilityandexcellentcapacityretention.However,whencharged+upto4.2VvsLi/
8、Li,itspracticalcapacityonlyis140mAh/g,whichismuchlowerthanitstheoreticalspe
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