锂离子电池正极材料锂锰氧化物的制备与改性研究

摘要

本论文主要从掺杂以及表面包覆两方面对尖晶石型锂锰氧化物进行了较为详尽的改性研究.采用sol-gel法合成了尖晶石型Li<,1.01>Mn<,2>O<,4>和钴、铬、氟复合掺杂的锂锰氧化物.用掺杂元素阳离子代替小部分的Mn<'3+>,以期提高材料的结构稳定性,通过F<'->的掺杂来提高材料的初始比容量,改变材料在3V区的循环性能.采用sol-gel法合成了掺杂稀土元素Dy的尖晶石型LiDy<,x>Mn<,2-x>O<,4>.用掺杂元素离子Dy<'3+>代替小部分的Mn<'3+>,以期改善材料的循环性能.从本文研究结果来看,将两种方法结合起来一起使用可能是一行之有效的好方法,即:先制得掺杂尖晶石型锂锰氧化物,然后再在此基础上进行包覆处理..

目录

摘要

第一章前言

1.1锂离子电池的工作原理和特点

1.2尖晶石LiMn2O4体系

1.2.1尖晶石型LiMn2O4的充放电机理

1.2.2尖晶石型LiMn2O4的容量衰减机理

1.2.3针对尖晶石型LiMn2O4容量衰减的解决途径

第二章实验方案、仪器、试剂

2.1电池的制备及组装

2.2 X射线衍射(XRD)分析

2.3电子扫描显微镜(SEM)分析

2.4原子吸收(AAS)分光光度分析

2.5交流阻抗(EIS)分析

2.6循环伏安分析

2.7充放电分析

2.8试剂及规格

第三章阴、阳离子复合掺杂锂锰氧化物的研究

3.1合成方法的比较

3.2掺杂离子的选择

3.3正极材料的制备

3.4结果和讨论

3.4.1材料的成分和结构分析

3.4.2材料的形貌分析

3.4.3材料的电化学性能分析

3.5 小结

第四章掺杂稀土元素Dy的LiDyxMn2-xO4的研究

4.1引言

4.2 正极材料的制备

4.3结果和讨论

4.3.1材料的成分和结构分析

4.3.2材料的形貌分析

4.3.3材料的电化学性能分析

4.4小结

第五章锂锰氧化物的表面改性研究

5.1引言

5.2表面包覆正极材料的制备

5.2.1基体材料的合成

5.2.2基体材料的表面包覆

5.3结果和讨论

5.3.1表面包覆材料的结构和形貌研究

5.3.2抗溶蚀性能的比较

5.3.3电化学性能分析比较

5.4小结

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

读硕期间已公开发和接受待发表的研究论文

致谢