锂离子电池正极材料LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 的制备与LiMn 2 O 4 的表面包覆改性研究

发布时间：2023-12-27 17:31

　　近年来，锂离子电池在高功率密度和高能量密度设备中的应用受到人们的广泛关注，如电动汽车、混合式电动汽车、能量存储等。为了满足这些日益增长的需求，许多研究者都致力于开发具有高的比容量和倍率性能的正极材料。本论文通过详细总结分析锂离子电池正极材料的研究进展及现状，以合成高性能锂离子电池正极材料为目的，选择了层状三元LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和尖晶石LiMn2O4正极材料作为研究对象，系统的研究了高性能锂离子电池层状三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备和尖晶石结构正极材料LiMn2O4的表面包覆改性。分为以下几个方面：采用简单的浸润法合成了电化学性能优异的三元LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米/微米异质空心球材料；采用多元醇作为反应介质，得到了{010}电化学活性面暴露的三元LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米片材料；通过溶剂热法对尖晶石结构正极材料LiMn2O4进行表面包覆TiO2改性；首次得到了高性能的Li4Ti5O12外延包覆改性尖晶石LiMn2O4材料。 采用简单的浸润法合成了电化学性能优异的三元LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米/...

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的特点
        1.2.2 锂离子电池的组成和基本工作原理
    1.3 典型的锂离子电池正极材料
        1.3.1 层状锂离子电池正极材料 LMO₂(M= Co、Ni、Mn 等)
        1.3.2 尖晶石结构锂离子电池正极材料 LiMn₂O4

        1.3.3 橄榄石结构锂离子电池正极材料 LiMPO₄(M = Fe、Mn、Co 等)
        1.3.4 其它类型锂离子电池正极材料
    1.4 层状 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料研究进展
        1.4.1 层状 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料的掺杂改性
        1.4.2 层状 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料的表面包覆改性
        1.4.3 纳米结构层状 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料的研究进展
    1.5 尖晶石 LiMn₂O₄的改性研究
        1.5.1 尖晶石 LiMn₂O₄正极材料的掺杂改性
        1.5.2 尖晶石 LiMn₂O₄正极材料的表面包覆改性
    1.6 本论文的选题背景和研究内容
    参考文献
第2章 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米异质空心微球的合成及其电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米空心微球的制备
        2.2.2 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米空心微球的表征
        2.2.3 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米空心微球的电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米空心微球的合成过程分析
        2.3.2 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米空心微球的表征结果分析
        2.3.3 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米/微米空心微球的电化学性能结果分析
    2.4 本章小结
    参考文献
第3章 多元醇介质中合成{010}活性面暴露的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的制备
        3.2.2 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的表征
        3.2.3 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的合成过程分析
        3.3.2 烧结温度对 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的影响
        3.3.3 烧结时间对 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的影响
        3.3.4 最佳烧结条件下的 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂纳米片的晶体结构及能谱分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 TiO₂表面包覆改性尖晶石 LiMn₂O₄空心球的合成及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品 LMO 和 LMO@TiO₂的合成
        4.2.2 样品 LMO 和 LMO@TiO₂的表征
        4.2.3 样品 LMO 和 LMO@TiO₂的电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品 LMO 和 LMO@TiO₂的合成过程分析
        4.3.2 样品 LMO 和 LMO@TiO₂的表征结果分析
        4.3.3 样品 LMO 和 LMO@TiO₂的电化学性能结果分析
    4.4 本章小结
    参考文献
第5章 纳米级 Li4Ti5O12外延包覆改性尖晶石 LiMn₂O₄的合成及其电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 样品 LMO 和 LMO@LTO 的合成
        5.2.2 样品 LMO 和 LMO@LTO 的表征
        5.2.3 样品 LMO 和 LMO@LTO 的电化学性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 样品 LMO 和 LMO@LTO 的合成过程分析
        5.3.2 样品 LMO 和 LMO@LTO 的表征结果分析
        5.3.3 样品 LMO 和 LMO@LTO 的电化学性能结果分析
    5.4 本章小结
    参考文献
结论
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介



本文编号：3875575