基于三元电池回收高镍正极材料制备及其改性研究
发布时间：2022-12-04 09:26
目前,电动车领域的电池需求主要由三元锂离子电池主导。根据调查,在2018年前三个月动力电池领域内,三元锂离子电池占比已经高达66%,同比上升接近18%。可以预测,未来有关废旧锂离子电池回收的方向必将成为研究热点。LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料隶属于三元材料体系,因LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料中Ni含量较高,所以LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电池拥有较高的比容量。但LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料的首圈库伦效率低,循环性能差等缺陷阻碍了它的发展。本文采用湿法分离工艺回收废旧三元锂离子电池,采用氢氧化钠溶液溶解正负极片后达到分离正负极片与活性物质,回收铜箔的目的。将分离后的正负极活性物质溶解于强酸...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 锂离子电池回收技术研究现状
1.2.1 电池预处理
1.2.2 火法冶金工艺
1.2.3 湿法冶金工艺
1.2.4 其他回收工艺
1.3 锂离子电池正极材料研究现状
1.3.1 LiM_2O_4尖晶石结构正极材料
1.3.2 LiMPO_4橄榄石结构正极材料
1.3.3 LMO_2层状结构正极材料
1.3.4 正极材料的改性方法
1.4 主要研究内容
第2章 实验材料以及表征
2.1 实验材料与仪器设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.2 三元材料电池回收以及再制备改性研究
2.2.1 三元材料电池回收与LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
2.2.2 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料改性研究
2.3 电极和电池的制备
2.4 材料性能物理表征
2.4.1 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)
2.4.2 X射线衍射(XRD)
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.4.6 X射线吸收光谱(XAS)
2.5 材料电化学性能表征
2.5.1 充放电测试
2.5.2 循环伏安测试(CV)
2.5.3 电化学阻抗测试(EIS)
第3章 废旧三元电池回收以及LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
3.1 废旧三元电池回收工艺研究
3.1.1 正极材料浸出以及铜箔回收工艺
3.1.2 浸出液初步除杂工艺
3.1.3 浸出液深度除杂工艺
3.2 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备以及性能表征
3.2.1 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
3.2.2 再制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料的物理表征
3.2.3 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
3.3 本章小结
第4章 再制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料改性研究
4.1 不同种类溶剂对电池性能的影响
4.2 改性LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料物理表征
4.2.1 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料结构分析
4.2.2 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料形貌表征
4.2.3 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料元素价态分析
4.3 改性LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料电化学性能测试
4.3.1 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料充放电性能测试
4.3.2 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料循环伏安测试
4.3.3 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料交流阻抗测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]锂离子电池富锂锰基正极材料与电极制备及改性研究[D]. 马全新.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]三元正极材料回收和富锂锰基材料的再制备与改性研究[D]. 吉元鹏.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3708002
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 锂离子电池回收技术研究现状
1.2.1 电池预处理
1.2.2 火法冶金工艺
1.2.3 湿法冶金工艺
1.2.4 其他回收工艺
1.3 锂离子电池正极材料研究现状
1.3.1 LiM_2O_4尖晶石结构正极材料
1.3.2 LiMPO_4橄榄石结构正极材料
1.3.3 LMO_2层状结构正极材料
1.3.4 正极材料的改性方法
1.4 主要研究内容
第2章 实验材料以及表征
2.1 实验材料与仪器设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.2 三元材料电池回收以及再制备改性研究
2.2.1 三元材料电池回收与LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
2.2.2 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料改性研究
2.3 电极和电池的制备
2.4 材料性能物理表征
2.4.1 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)
2.4.2 X射线衍射(XRD)
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)
2.4.6 X射线吸收光谱(XAS)
2.5 材料电化学性能表征
2.5.1 充放电测试
2.5.2 循环伏安测试(CV)
2.5.3 电化学阻抗测试(EIS)
第3章 废旧三元电池回收以及LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
3.1 废旧三元电池回收工艺研究
3.1.1 正极材料浸出以及铜箔回收工艺
3.1.2 浸出液初步除杂工艺
3.1.3 浸出液深度除杂工艺
3.2 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备以及性能表征
3.2.1 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
3.2.2 再制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料的物理表征
3.2.3 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料再制备
3.3 本章小结
第4章 再制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料改性研究
4.1 不同种类溶剂对电池性能的影响
4.2 改性LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料物理表征
4.2.1 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料结构分析
4.2.2 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料形貌表征
4.2.3 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料元素价态分析
4.3 改性LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料电化学性能测试
4.3.1 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料充放电性能测试
4.3.2 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料循环伏安测试
4.3.3 改性后LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料交流阻抗测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]锂离子电池富锂锰基正极材料与电极制备及改性研究[D]. 马全新.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]三元正极材料回收和富锂锰基材料的再制备与改性研究[D]. 吉元鹏.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3708002
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