锂离子电池锰基电极材料的制备及电化学性能研究

摘要

本文围绕锂离子电池锰基电极材料展开研究，研究二氧化锰负极材料的电化学性能，并设计了一种独特的内包覆方式，将二氧化锰与导电材料碳纳米管进行复合；用固相法合成了尖晶石型镍锰酸锂正极材料，并探索钠掺杂对材料性能的影响；对制备的二氧化锰和镍锰酸锂组装成全电池进行初步探索，对其电化学性能进行了测试分析。 选用NH4HCO3、(NH4)2S2O8、KMnO4三种原料合成形貌不同的MnO2负极材料并将其应用在锂离子电池中。为提高MnO2负极材料的电化学性能，设计了一个原位内部包覆的方法并将其应用在锂离子电池中。选用一维导电材料 CNT作为包覆材料，显著提高了二氧化锰负极材料的电化学性能。 用固相法合成了尖晶石型镍锰酸锂（LNMO）并将其应用在锂离子电池中，考察了煅烧温度对镍锰酸锂正极材料物相结构及电化学性能的影响，探讨原位Na掺杂对镍锰酸锂正极材料电化学性能的改善。 以镍锰酸锂和二氧化锰为阴阳极，组装得到LNMO|MnO2全电池，首次将二氧化锰作为阳极应用在锂离子电池中。LNMO| MnO2全电池平均放电电压为2.8 V，当电流密度为43 mA/g时，首圈放电比容量86.9 mAh/g。

目录

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第1章 文献综述

1.1 引言

1.2 锂离子电池概述

1.3 锂离子电池工作原理

1.4 锂离子电池负极材料

1.5 锂离子电池正极材料

1.6 本文的选题背景及研究内容

第2章 实验试剂、仪器及测试表征方法

2.1 实验试剂及仪器

2.2 材料表征方法[2]

2.3 材料电化学性能测试

第3章 二氧化锰的合成及其在锂离子电池中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 制备方法对二氧化锰的影响

3.4 导电材料包覆对二氧化锰性能的影响

3.5 本章小结

第4章 镍锰酸锂的合成及其在锂离子电池中的应用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 煅烧温度对镍锰酸锂性能的影响

4.4 钠掺杂对镍锰酸锂性能的影响

4.5 本章小结

第5章 镍锰酸锂-二氧化锰全电池性能研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 实验结果与讨论

5.4 本章小结

第6章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢