锂离子电池正极材料表面包覆作用及机理研究.pdf

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3、兜Ｌｉ化ｉｕｍＩｏｎＢａｔｔｅｒＣａｔｈｏｄｅＭａｔｅｒｉａｌＳｕｒｆａｃｅＣｏａｔｉｎｇＥｆｆｅｃｔｙａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍＳｈｉｄｙ作者：种晋Ｉ指导教师：王荣顺教授一级学科：化学二级学科：物理化学研究方向：裡离子电池东北师范大学学位评化委会２０１６年５月ＩＩ独创性声明＞本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。据我所知，除了特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果。对本人的研究做出

4、重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；＿日期：ｘＳ化、叫学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：东北师范大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可Ｗ将，可Ｗ采用影印学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进斤检索、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名；指导教师签名；

5、＞〇‘化日期日期：！（？：之Ｓ２心＾．学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：摘要。众所周知，裡离子电池是当今电动汽车能源於备方式的最佳选择在众多的阴极候选材料中，ＬｉＦｅＰ〇４出众的低成本、良好的循环性能和热稳定性被广泛研究。此外，聚阴离子型正极材料Ｌｉ３Ｖ２（Ｐ〇４）３具有髙理论比容量；层状过渡族金属正极材料ＬｉＮｉ〇．５Ｍｎｉ．５〇４具有髙能量密度和环境友好等特性；这两种材料也获得了人们广泛的关一定的问题，注。但是上述Ｈ种材料均存在，如低电导率低动力学性能等

6、特点，迫使研。巧者们采用后期改性的方法对其进行性能提高，从而实现王程应用本研巧＾上述三种正极材料为基础，详细研究了表面包覆处理对其电化学性能的影响，包括动力学性能和循环性能等。ＬｉＦＰＯＰＷｅＰ〇４为基体，用Ｃ、Ｕ３４和Ｕ４２Ｏ７作包覆材料，制得ＬｉＦｅＰ〇４／Ｌｉ３Ｐ〇、４ＬｉＦｅＰ〇４／Ｌｉ４Ｐ２〇７（ＬｉＦｅ〇Ｐ〇－）和ＬｉＦｅＰＣＶＣ正极材料。ＬｉＦｅＰ〇ＬｉＰ〇．９〇．９５４８４／３４和ＬｉＦｅＰ〇４／Ｌｉ４Ｐ２〇７循环性能优异、比容量离、动力学性能好。通过密度泛函理论方法对Ｌｉ

7、ｓＰ化包覆改性机理进行研究，发现Ｌｉ３Ｐ〇４材料中Ｌｉ离子沿ａ轴的扩散势垒为０．巧ｅＶ，与Ｌｉ离子在Ｃ中的扩散势垒（０．３１ｅＶ）相化均小于Ｌｉ离子在ＬｉＦｅＰ〇４中的扩散势垒－（０．６ｅＶ）。因此ＬｉＦｅＰ〇，包覆材料起到离子传输通道的作用，从而改善４材料的动力学性能。另外，计算也表明，化Ｐ〇４晶体中Ｌｉ空位有两个缺陷能级，分别位于Ｕ３ＰＯ４价带上方０．８１ｅＶ和１．０３ｅＶＬｉＰ〇，使得绝缘体材料３４的导电机制主要归因于体内的空化这些空位缺陷能改善绝缘体材料化Ｐ化的导电性，使得化Ｐ〇４包覆ＬｉＦｅＰ〇４达

8、到了类似Ｃ包覆ＬｉＦ浊〇４所获得的电子电导率。设计和优化了ＬｉＰ〇３和Ｌｉ３Ｐ〇４包覆材料制备ＬｉＮｉＯＭｎＯ最佳工艺，得到Ｌｉ３Ｐ〇４．５１．５４－－和ＬｉＰ〇３包覆的ＬｉＮｉｏ．５Ｍｎ１．