本文主要研究内容
作者武建鑫（2019）在《锂离子电池高镍正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备及其包覆改性研究》一文中研究指出：锂离子电池作为绿色新型能源具有巨大发展前景,而高镍三元正极材料凭借容量高、成本低、损耗小等优点,近年来得到了广泛的关注。然而,高镍三元材料的循环寿命不足,结构稳定性和热稳定性差,初始库伦效率较低,这些短板限制了其实际应用。针对这些问题,我们从结构控制、表面包覆的角度着手,使用溶胶-凝胶法制备了性能稳定的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)高镍三元正极材料,并对其进行了改性。主要内容如下:首先,合成了不同质量比的LiAlO2包覆的NCM811材料,分析发现包覆层对NCM811颗粒的大小和形貌几乎不产生影响,但会使材料晶胞参数变大、阳离子混排程度降低和表面Ni3+比例增加。通过调整LiAlO2包覆量,提高了材料的锂离子扩散系数。与原始NCM811材料相比,3wt%LiAlO2包覆的材料在1C、5C、10C的放电比容量分别为 182.1 mAhg-1、152.6mAhg-1、137.2 mAhg-1。1C 室温 25℃循环50次后,电池的容量保持率约83.9%,且循环稳定性随包覆材料用量的增加而增加。其次,合成了不同Li2ZrO3包覆量的NCM811材料。Li2ZrO3是锂离子的良导体,其改性后的材料具有优良的倍率性能和循环稳定性。尤其在高倍率下,比如15C时,1wt%Li2ZrO3包覆后的样品放电比容量可以达到107 mAhg-1,而原样仅为87 mAh g-1。1C室温25℃循环100圈后,原样NCM811的容量保持率为61.6%,而 1 wt%、3 wt%、5 wt%Li2ZrO3 包覆后的样品分别为 65.8%、66.8%、70.9%。Li2ZrO3包覆层不仅具有保护作用,同时也维持了基体材料的结构稳定性,并促进锂离子扩散,因此电池性能更优良。最后,以纳米级TiO2为原料使用高温煅烧法,制备了小粒径单斜相Li2TiO3颗粒,并与导电聚合物聚苯胺(PANI)协同共包覆在溶胶-凝胶法合成的NCM811材料的表面。包覆层对原始材料的形貌没有影响,3 wt%Li2TiO3-3 wt%PANI双包覆的样品包覆层厚度约25-30 nm,分布均匀。包覆层中的无定形态物质为PANI,晶粒为Li2TiO3。原样的0.1 C初始放电比容量196 mAh g-1,而改性后的样品可以达到21mAh g-1,高倍率性能也得到一定提高,10C时改性后的样品放电比容量达143 mA g-1,而原样仅136m Ahg-1。此外,Li2TiO3-PANI双包覆的样品还有优良的结构稳定性和热稳定性。1 C室温25℃循环100圈,原样容量保持率仅69.5%,而3 wt%Li2TiO3-5 wt%PANI双包覆后的样品可以达到90%;1C高温50℃循环200圈原样的容量保持率53.3%,而3 wt%Li2TiO3-5 wt%PAN1双包覆的样品约64.8%。循环性能的大幅提高可以归因为PANI作为有机聚合物有一定的热稳定性,同时双包覆层可以有效抑制副反应,因此Li2TiO3-PANI改性后的材料具有更稳定的电化学性能。
Abstract
li li zi dian chi zuo wei lu se xin xing neng yuan ju you ju da fa zhan qian jing ,er gao nie san yuan zheng ji cai liao ping jie rong liang gao 、cheng ben di 、sun hao xiao deng you dian ,jin nian lai de dao le an fan de guan zhu 。ran er ,gao nie san yuan cai liao de xun huan shou ming bu zu ,jie gou wen ding xing he re wen ding xing cha ,chu shi ku lun xiao lv jiao di ,zhe xie duan ban xian zhi le ji shi ji ying yong 。zhen dui zhe xie wen ti ,wo men cong jie gou kong zhi 、biao mian bao fu de jiao du zhao shou ,shi yong rong jiao -ning jiao fa zhi bei le xing neng wen ding de LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)gao nie san yuan zheng ji cai liao ,bing dui ji jin hang le gai xing 。zhu yao nei rong ru xia :shou xian ,ge cheng le bu tong zhi liang bi de LiAlO2bao fu de NCM811cai liao ,fen xi fa xian bao fu ceng dui NCM811ke li de da xiao he xing mao ji hu bu chan sheng ying xiang ,dan hui shi cai liao jing bao can shu bian da 、yang li zi hun pai cheng du jiang di he biao mian Ni3+bi li zeng jia 。tong guo diao zheng LiAlO2bao fu liang ,di gao le cai liao de li li zi kuo san ji shu 。yu yuan shi NCM811cai liao xiang bi ,3wt%LiAlO2bao fu de cai liao zai 1C、5C、10Cde fang dian bi rong liang fen bie wei 182.1 mAhg-1、152.6mAhg-1、137.2 mAhg-1。1C shi wen 25℃xun huan 50ci hou ,dian chi de rong liang bao chi lv yao 83.9%,ju xun huan wen ding xing sui bao fu cai liao yong liang de zeng jia er zeng jia 。ji ci ,ge cheng le bu tong Li2ZrO3bao fu liang de NCM811cai liao 。Li2ZrO3shi li li zi de liang dao ti ,ji gai xing hou de cai liao ju you you liang de bei lv xing neng he xun huan wen ding xing 。you ji zai gao bei lv xia ,bi ru 15Cshi ,1wt%Li2ZrO3bao fu hou de yang pin fang dian bi rong liang ke yi da dao 107 mAhg-1,er yuan yang jin wei 87 mAh g-1。1Cshi wen 25℃xun huan 100juan hou ,yuan yang NCM811de rong liang bao chi lv wei 61.6%,er 1 wt%、3 wt%、5 wt%Li2ZrO3 bao fu hou de yang pin fen bie wei 65.8%、66.8%、70.9%。Li2ZrO3bao fu ceng bu jin ju you bao hu zuo yong ,tong shi ye wei chi le ji ti cai liao de jie gou wen ding xing ,bing cu jin li li zi kuo san ,yin ci dian chi xing neng geng you liang 。zui hou ,yi na mi ji TiO2wei yuan liao shi yong gao wen duan shao fa ,zhi bei le xiao li jing chan xie xiang Li2TiO3ke li ,bing yu dao dian ju ge wu ju ben an (PANI)xie tong gong bao fu zai rong jiao -ning jiao fa ge cheng de NCM811cai liao de biao mian 。bao fu ceng dui yuan shi cai liao de xing mao mei you ying xiang ,3 wt%Li2TiO3-3 wt%PANIshuang bao fu de yang pin bao fu ceng hou du yao 25-30 nm,fen bu jun yun 。bao fu ceng zhong de mo ding xing tai wu zhi wei PANI,jing li wei Li2TiO3。yuan yang de 0.1 Cchu shi fang dian bi rong liang 196 mAh g-1,er gai xing hou de yang pin ke yi da dao 21mAh g-1,gao bei lv xing neng ye de dao yi ding di gao ,10Cshi gai xing hou de yang pin fang dian bi rong liang da 143 mA g-1,er yuan yang jin 136m Ahg-1。ci wai ,Li2TiO3-PANIshuang bao fu de yang pin hai you you liang de jie gou wen ding xing he re wen ding xing 。1 Cshi wen 25℃xun huan 100juan ,yuan yang rong liang bao chi lv jin 69.5%,er 3 wt%Li2TiO3-5 wt%PANIshuang bao fu hou de yang pin ke yi da dao 90%;1Cgao wen 50℃xun huan 200juan yuan yang de rong liang bao chi lv 53.3%,er 3 wt%Li2TiO3-5 wt%PAN1shuang bao fu de yang pin yao 64.8%。xun huan xing neng de da fu di gao ke yi gui yin wei PANIzuo wei you ji ju ge wu you yi ding de re wen ding xing ,tong shi shuang bao fu ceng ke yi you xiao yi zhi fu fan ying ,yin ci Li2TiO3-PANIgai xing hou de cai liao ju you geng wen ding de dian hua xue xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京交通大学的武建鑫，发表于刊物北京交通大学2019-09-27论文，是一篇关于锂离子电池论文,包覆改性论文,锂离子导体论文,导电聚合物论文,北京交通大学2019-09-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京交通大学2019-09-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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