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锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2的制备及性能研究

作　者: 李滨滨
导　师: 谷亦杰
学　校: 山东科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 锂离子电池正极材料层状结构 LiNi0.5Mn0.5O2 共沉淀法前驱体合成
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,以嵌锂化合物作为正极材料的锂离子蓄电池由于具有电压高、质量轻、比容量密度高等优点,成为便携式摄像机、手机、笔记本电脑等移动电子器件的主要能源,并逐步向电动汽车、混合型电动汽车和高效储能系统等领域拓展。而正极材料的研制是锂离子电池技术的关键技术之一。LiCoO₂由于容量高、可逆性和倍率性好等优点成为商品化锂离子电池的主要正极材料,但LiCoO₂其成本较高,而且钴有毒,人们努力寻找一种可替代LiCoO₂的材料。对可能作为LiCoO₂替代材料的LiNiO₂和LiMnO₂进行了广泛而深入地研究,虽然在许多方面取得了很大进展,但仍然存在各种问题而不能实际应用。而以Ni、Mn为主的固溶体材料具有优于LiNiO₂和LiMnO₂材料的特点,其已经成为正极材料领域的一个重要研究方向。本文在详细评述了锂离子电池及其正极材料研究进展的基础上,选取当前锂离子电池新一代正极材料的研究热点之一的层状LiNi_0.5Mn_0.O₂为研究对象,采用以氨水配合NH₄HCO₃共沉淀法合成前驱体Ni_0.Mn_0.CO₃,前驱体与Li₂CO₃在高温条件下固相反应制备LiNi_0.5Mn_0.5O₂的合成路线。讨论了溶液的PH值、加氨量对前驱体物理性质的影响和对目标产物LiNi_0.5Mn_0.5O₂电化学性能的影响,探索出较好制备目标产物前驱体Ni_0.5Mn_0.5CO₂的工艺条件为PH=8,NH₃/NH₄HCO₃=2:8。并分析了共沉淀反应中各因素对实验结果的影响,为进一步优化材料的性能以及规模化生产提供一定的理论指导。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1. 绪论  9-20
  1.1 引言  9
  1.2 锂离子电池发展简介  9-10
  1.3 锂离子电池的工作原理和特点  10-12
  1.4 锂离子电池正极材料概述  12-19
  1.5 本课题研究内容  19-20
2. 实验部分  20-25
  2.1 实验原料及仪器  20
  2.2 实验方案的确定  20-24
  2.3 实验结果的形貌检测方法  24
  2.4 本章小结  24-25
3. LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2前驱体的制备及形貌检测  25-41
  3.1 前驱体制备原理分析  25-26
  3.2 前驱体Ni_(0.5)Mn_(0.5)CO_3的制备  26
  3.3 反应现象观察分析  26-28
  3.4 生成物的形貌观察及分析  28-39
  3.5 本章小结  39-41
4. 结论  41-43
5. 对今后工作的建议  43-44
参考文献  44-49
硕士期间论文发表情况  49-50
致谢  50

锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2的制备及性能研究

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