锂离子电池高比容量富锂层状正极材料的制备及其表面改性研究
发布时间：2021-09-02 03:25
由于高工作电压、高能量密度和功率密度、放电平稳、安全性好等优势,锂离子电池在能量转换和存储领域占据重要地位。目前,锂离子电池在小型移动电子设备市场取得巨大成就,但是还远远无法满足日益增长的市场需求。因此,研发高能量密度锂离子电池显得尤为迫切。电极材料是决定锂离子电池性能的关键,尤其正极材料的比容量严重制约了锂离子电池能量密度的提高。富锂层状正极材料xLi2MnO3·（1–x）LiMO2具有较高的比容量(>250 mA h g-1)、高工作电压（～4.5 V）以及低成本等优点,受到了基础研究与产业界的广泛关注。但是,富锂层状正极材料（LLOs）仍然面临着许多亟待解决的问题,例如首圈库伦效率低、循环稳定性差、电压衰减剧烈、倍率性能差等难题。这些问题往往与电极活性材料的表面/界面有关。本论文选取纳米结构高比容量富锂层状正极材料为研究对象,通过可控的表面修饰与改性,探索表面结构与电化学性能的内在联系,从而为提升富锂层状正极材料的性能提供思路。本论文的主要内容和研究结果如下:（1）利用水热法及后续热处理...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LLOs材料中LiMO2和Li2MnO3层状结构示意图
构成了 LiMn6的超结构，类似于蜂窝状[20]。虽然 LiMO2和 Li2MnO3在结构上有细微差别，但是整体上都有相似的立方密堆积层，且具有相同的层间距 4.7 ，因此，这两者之间的相似性使得它们可以在原子级别共存在 LLOs 材料中。图 1.1 LLOs 材料中 LiMO2和 Li2MnO3层状结构示意图[19]
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文复合形式存在，还是以一种完美的固溶体形式存在，研究工作者一直存有争议[22-26]。方面，研究工作者们认为富锂层状正极材料的结构中，LiMO2和 Li2MnO3两个组分以两相复合的形式存在。Wang 等[22]通过单纳米颗粒中原子序数对比图观察到纳米尺的两相分离和阳离子排列，如图 1.3 所示，不同区域表示了原子排布是属于 Li2MnO3体结构还是属于 LiNi0.5Mn0.5O2结构，所以他们得出结论，在 Li1.2Ni0.2Mn0.6O2材料结中，是纳米尺度的复合物。相似地，Ikuhara 等[23]在不同区域甚至是两相界面观察到离的 LiMO2和 Li2MnO3组分，如图 1.4 所示。除此之外，Grey 等[24]采用了6Li 核磁振（NMR）去鉴别不同环境下 Li 原子的共振态，结果也支持 LLOs 材料是两相复合这一个观点。
本文编号：3378209
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LLOs材料中LiMO2和Li2MnO3层状结构示意图
构成了 LiMn6的超结构，类似于蜂窝状[20]。虽然 LiMO2和 Li2MnO3在结构上有细微差别，但是整体上都有相似的立方密堆积层，且具有相同的层间距 4.7 ，因此，这两者之间的相似性使得它们可以在原子级别共存在 LLOs 材料中。图 1.1 LLOs 材料中 LiMO2和 Li2MnO3层状结构示意图[19]
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文复合形式存在，还是以一种完美的固溶体形式存在，研究工作者一直存有争议[22-26]。方面，研究工作者们认为富锂层状正极材料的结构中，LiMO2和 Li2MnO3两个组分以两相复合的形式存在。Wang 等[22]通过单纳米颗粒中原子序数对比图观察到纳米尺的两相分离和阳离子排列，如图 1.3 所示，不同区域表示了原子排布是属于 Li2MnO3体结构还是属于 LiNi0.5Mn0.5O2结构，所以他们得出结论，在 Li1.2Ni0.2Mn0.6O2材料结中，是纳米尺度的复合物。相似地，Ikuhara 等[23]在不同区域甚至是两相界面观察到离的 LiMO2和 Li2MnO3组分，如图 1.4 所示。除此之外，Grey 等[24]采用了6Li 核磁振（NMR）去鉴别不同环境下 Li 原子的共振态，结果也支持 LLOs 材料是两相复合这一个观点。
本文编号：3378209
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