钠离子电池中层状正极材料的制备与电化学性能研究.pdf

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1、■０６４６１００５８ｈｐ．．黑ｉｆｃ故＾ｍ？论文题目：鶴刊＾ｉｋ巾旨慨极材料的制备与电化学巧能研究＜－巧ｉａ＾＾ｐ呈领域：化社程学习方式：Ｈ全日制攻读Ｌ］在职攻读ＭＫａｉ作者姓名：ＳＭ＾＾Ｍｉｌｉ学校导师：阮艳莉企业导师：麵ａＷａｌ日期一＾Ｂ３：二零六年四月！ｉｌｍｌｒ完成￣＾ＨＢＢＰ■ｔｊｉｉＵｋ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中

2、不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津一王坐去筆。与我同＿或其他教育化构的学位或证书而使用过的材料工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表巧了谢意。学位论文作者签名签字日期年－＾Ｌ月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关保留、使用学化论义的＾规定１＾将学位论义的全部或部分内巧编入。特授权天津工业大学可有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编ｙＡ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或

3、机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名＾导师签名—签字日期：公知ｒ／年ｉ月日签字日期：年ｉ月日／学位论文的主要创新点（１）合成了０３相的ＮａＮｉ〇．３５Ｆｅ〇．２Ｍｎ〇．４Ｍａ〇〇２材料，在不改变（ｇ５）原始材料Ｎａ（Ｎｉ〇．４Ｆｅ〇．２Ｍｎ〇．４）〇２的０３相层状结构的基础上，使循环性能和倍率性能大幅度提升一，定程度上克服了０３相层状材料由于过渡金属层存在的滑移现象而导致的电化学性能不佳的问题。（２）合

4、成了电化学性能较好的Ｐ２相正极材料Ｎａ２－／３Ｎｉｉ／３Ｍｎ２／３）ｏ．９５Ｍ〇．〇５〇２，相比于原始材料Ｐ２Ｎａ２／３ＮｉＭｎ２／３〇，（ｇ（ｉ／３２）其在高截止电压下的电化学性能明显得改善，并且具备较高的能量密度。摘要裡离子电池因其优异的储能性能，己被广泛应用于各种便携式电子设备中。，但裡的储量十分有限，难Ｗ满足未来长期发展的需要，因此人们把目光投向了，资源丰富的钢上，。钢与裡同族具有相似的电化学性质；与裡离子电池相比钢离子电池具有资源丰富、成本低等诸多潜在优势，适合

5、于大规模储能，必将成为一种极具发展前景的新型绿色环保储能电池。本论文主要研究制备了两种纳离子－－－３Ｎａ－２ｘＭｎｘ〇２Ｐ２ＮｉＭ，电池正极材料〇ＮｉｘＦｅｉ和Ｎａ２／３ｉ／３Ｍｎ２／３ｉｘｘ〇２并分别通（）（）ｇ过扫描电子显微镜，对两种材料的表面形、Ｘ射线衍射和充放电测试等表征手段貌。、结构及电化学性能进行了研究。首先，系统地对溶胶凝胶法的合成工艺条件进行了优化研究具体研究了反应的ｐＨ值、巧樣酸的用量对目标材料的物理性能和电化学性能的影响。在其最佳工艺条件下研究了不同过

6、渡金属比例的谋。选取、铁、猛对电化学性能的影响３－Ｎ最佳比例的正极材料组分〇Ｎａ（ｉｏ．４Ｆｅｏ．２Ｍｎｏ．４）〇２，针对０３相层状材料由于过，分别将Ａ渡金属层存在的滑移现象而导致的不理想的循环性能入手１、Ｔｉ、Ｍｇ，元素接入其过渡金属层中，试图改善其电化学性能。结果表明慘杂Ｍｇ元素合成的Ｎａ（Ｎｉａ３５Ｆｅｏ．２Ｍｎ〇．４Ｍｇ〇．〇５；）化材料具有最佳的电化学性能。虽然其首次放电比容量降低至１２５．６ｍＡｈ／，但是其循环性能和倍率性能却明显优于原始样品ｇ。在５０次，其放电比容量

7、仍可达１１４．７ｍＡｈ／，９１。循环之后ｇ对应的容量保持率为．３％在１Ｃ倍率下，仍能释放出９０．１ｍＡｈ／ｇ的可逆容量。Ｐ２－型钢离子电池正极材料Ｎａ２ｉ／３Ｍ３ｉｘＭｘ〇２通过溶胶凝胶法合成了／３（Ｎｉｍ／）ｇ＝ＭＸ００．ＤＮｉ．０５０１。ＸＲ代ｉ／３Ｍ３（，分析结果表明用ｍ／，）ｇ元素部分取（饼不会对Ｐ２－Ｎａ２／３Ｎｉｉ／３Ｍｍ／３〇２的主体结构构成影响。相比于原始材料Ｎａ２／３Ｎｉｉ／３Ｍｎ２／３〇２较快的可逆容量衰减，Ｍｇ惨杂合成的材料Ｎａ２／３（Ｎｉｉ／３Ｍ

8、ｎ２／３）ｏ．９５Ｍｇ〇．〇５〇２体现出了较－好的性能，在２．０４．２Ｖ的电压范围内，ＷｌＯｍＡ／ｇ的电流密度进行充放电，经８９％１．Ａｈ过２５次循环之后其容量保持率超过，初始放电容量达到２７２ｍ／ｇ。而．２Ｖ。且，其工作电压衰减较慢，在经过２５个循环后仍能达到３５此外交流阻抗测试表明，Ｍｇ惨杂确实是减小电化学反应阻抗的有效手段。关键词，正，：钢离子电池极材料，层状金属氧化物电化学性能Ａｂｓｔｒａｃ