本文主要研究内容
作者梁有维（2019）在《富锂锰基正极材料的制备、改性及其与电解液相容性研究》一文中研究指出：锂离子电池已被广泛应用于便携式电子设备,电动汽车等领域。然而,随着科技的发展,传统的正极材料已经不能满足现阶段储能设备对锂离子电池高能量密度的需求。因此,高比容量、高电压正极材料的研发成为时下热点。层状富锂锰基正极材料xLi2MnO3·（1-x）LiMO2（0<x<1,M=Ni,Co,Mn,etc.）具有容量高、工作电压高和成本低等优势,成为最具发展潜力的新一代动力型电池正极材料。论文分别从材料的制备工艺、元素掺杂改性和材料与电解液相容性等方面入手,对富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的晶体结构,颗粒形貌尺寸,界面反应和电化学性能等方面进行了研讨,主要研究内容及结果如下:（1）溶胶-凝胶法制备材料。研究了制备过程中不同金属锂盐、煅烧温度和煅烧气氛对材料结构、形貌和电化学性能的影响,优化了材料的合成工艺。实验结果表明:金属锂盐选择乙酸锂,煅烧温度为900?C,煅烧气氛为氧气时,产物晶体结构完整,颗粒均匀分散,尺寸均一,具有良好的电化学性能。在0.1 C倍率下,材料首次放电比容量为266.5 mAh g-1,库伦效率为71.90%。100次循环后其放电比容量为207.8 mAh g-1,容量保持率为77.97%。（2）Mg掺杂改性。针对Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2材料本身倍率性能较差等缺陷,研究了Mg掺杂对Li1.2Mn0.54-x.54-x Ni0.13Co0.13MgxO2（x=0,0.01,0.02和0.05）材料结构、形貌和电化学性能的影响。研究发现,Mg掺杂可以提高材料的倍率性能和结构稳定性,这主要是由于Mg2+具有相对较大的半径,有利于增大Li+的脱出/嵌入通道,从而提升材料的倍率性能。此外,Mg2+（0.72?）的半径与Li+（0.76?）的大小相近,其在循环期间会迁移至锂层,减少过渡金属离子混排程度,稳定材料的层状结构。其中,Mg掺杂量x=0.02时(Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Mg0.02O2)材料表现出了最佳的电化学性能。（3）Mg-Al共掺杂改性。虽然掺杂Mg元素的改性材料Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Mg0.02O2具有较好电化学性能,但其仍存在首次不可逆容量损失严重和循环性能较差的问题,因此本章研究了Mg-Al共掺杂对Li1.2Mn0.54-x-y.54-x-y Ni0.13Co0.13MgxAlyO2（x=0.02;y=0,0.01,0.02和0.05）材料结构、形貌和电化学性能的影响。研究表明,Mg-Al共掺杂可以减少材料首次不可逆容量损失,改善材料的结构稳定性,提高电池的循环稳定性和倍率性能,这归因于Al的引入可以使材料表面形成一些含Al的化合物（如LiAlO2和AlF3等）,这些含Al化合物可以增加材料的界面稳定性,抑制O2-的氧化和氧空位的形成,从而可以有效减少过渡金属元素的迁移、阳离子混排和价态的持续降低,与Mg掺杂协同抑制富锂锰基材料在循环过程中相转变的发生,提升材料的电化学性能。其中,Al掺杂量y=0.02时(Li1.2Mn0.50Ni0.13Co0.13Mg0.02Al0.02O2)材料具有最佳的电化学性能。（4）结合目前传统的LiPF6基电解液电化学窗口窄,对水分敏感,容易生成HF腐蚀材料表面等缺陷。论文选用新型电解质锂盐二氟双草酸硼酸锂（LiODFB）基电解液,研究其与Li1.2Mn0.50Ni0.13Co0.13Mg0.02Al0.02O2材料的适配性。结果表明,由于LiODFB所具有的良好成膜性,在正极材料表面生成了一层致密光滑的固体电解质界面膜,减少了材料表面副反应的发生和过渡金属离子的溶出,抑制了电极表面相变的发生,提升了电池的循环寿命和倍率性能。综上,采用溶胶-凝胶法制备富锂锰基正极材料,通过双元素共掺杂改性和材料与电解液相容性研究,显著的提升了材料的综合性能,这将为富锂锰基正极材料的进一步发展提供了新的思路,具有十分重要的实际意义。
Abstract
li li zi dian chi yi bei an fan ying yong yu bian xie shi dian zi she bei ,dian dong qi che deng ling yu 。ran er ,sui zhao ke ji de fa zhan ,chuan tong de zheng ji cai liao yi jing bu neng man zu xian jie duan chu neng she bei dui li li zi dian chi gao neng liang mi du de xu qiu 。yin ci ,gao bi rong liang 、gao dian ya zheng ji cai liao de yan fa cheng wei shi xia re dian 。ceng zhuang fu li meng ji zheng ji cai liao xLi2MnO3·（1-x）LiMO2（0<x<1,M=Ni,Co,Mn,etc.）ju you rong liang gao 、gong zuo dian ya gao he cheng ben di deng you shi ,cheng wei zui ju fa zhan qian li de xin yi dai dong li xing dian chi zheng ji cai liao 。lun wen fen bie cong cai liao de zhi bei gong yi 、yuan su can za gai xing he cai liao yu dian jie ye xiang rong xing deng fang mian ru shou ,dui fu li meng ji zheng ji cai liao Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2de jing ti jie gou ,ke li xing mao che cun ,jie mian fan ying he dian hua xue xing neng deng fang mian jin hang le yan tao ,zhu yao yan jiu nei rong ji jie guo ru xia :（1）rong jiao -ning jiao fa zhi bei cai liao 。yan jiu le zhi bei guo cheng zhong bu tong jin shu li yan 、duan shao wen du he duan shao qi fen dui cai liao jie gou 、xing mao he dian hua xue xing neng de ying xiang ,you hua le cai liao de ge cheng gong yi 。shi yan jie guo biao ming :jin shu li yan shua ze yi suan li ,duan shao wen du wei 900?C,duan shao qi fen wei yang qi shi ,chan wu jing ti jie gou wan zheng ,ke li jun yun fen san ,che cun jun yi ,ju you liang hao de dian hua xue xing neng 。zai 0.1 Cbei lv xia ,cai liao shou ci fang dian bi rong liang wei 266.5 mAh g-1,ku lun xiao lv wei 71.90%。100ci xun huan hou ji fang dian bi rong liang wei 207.8 mAh g-1,rong liang bao chi lv wei 77.97%。（2）Mgcan za gai xing 。zhen dui Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2cai liao ben shen bei lv xing neng jiao cha deng que xian ,yan jiu le Mgcan za dui Li1.2Mn0.54-x.54-x Ni0.13Co0.13MgxO2（x=0,0.01,0.02he 0.05）cai liao jie gou 、xing mao he dian hua xue xing neng de ying xiang 。yan jiu fa xian ,Mgcan za ke yi di gao cai liao de bei lv xing neng he jie gou wen ding xing ,zhe zhu yao shi you yu Mg2+ju you xiang dui jiao da de ban jing ,you li yu zeng da Li+de tuo chu /qian ru tong dao ,cong er di sheng cai liao de bei lv xing neng 。ci wai ,Mg2+（0.72?）de ban jing yu Li+（0.76?）de da xiao xiang jin ,ji zai xun huan ji jian hui qian yi zhi li ceng ,jian shao guo du jin shu li zi hun pai cheng du ,wen ding cai liao de ceng zhuang jie gou 。ji zhong ,Mgcan za liang x=0.02shi (Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Mg0.02O2)cai liao biao xian chu le zui jia de dian hua xue xing neng 。（3）Mg-Algong can za gai xing 。sui ran can za Mgyuan su de gai xing cai liao Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Mg0.02O2ju you jiao hao dian hua xue xing neng ,dan ji reng cun zai shou ci bu ke ni rong liang sun shi yan chong he xun huan xing neng jiao cha de wen ti ,yin ci ben zhang yan jiu le Mg-Algong can za dui Li1.2Mn0.54-x-y.54-x-y Ni0.13Co0.13MgxAlyO2（x=0.02;y=0,0.01,0.02he 0.05）cai liao jie gou 、xing mao he dian hua xue xing neng de ying xiang 。yan jiu biao ming ,Mg-Algong can za ke yi jian shao cai liao shou ci bu ke ni rong liang sun shi ,gai shan cai liao de jie gou wen ding xing ,di gao dian chi de xun huan wen ding xing he bei lv xing neng ,zhe gui yin yu Alde yin ru ke yi shi cai liao biao mian xing cheng yi xie han Alde hua ge wu （ru LiAlO2he AlF3deng ）,zhe xie han Alhua ge wu ke yi zeng jia cai liao de jie mian wen ding xing ,yi zhi O2-de yang hua he yang kong wei de xing cheng ,cong er ke yi you xiao jian shao guo du jin shu yuan su de qian yi 、yang li zi hun pai he jia tai de chi xu jiang di ,yu Mgcan za xie tong yi zhi fu li meng ji cai liao zai xun huan guo cheng zhong xiang zhuai bian de fa sheng ,di sheng cai liao de dian hua xue xing neng 。ji zhong ,Alcan za liang y=0.02shi (Li1.2Mn0.50Ni0.13Co0.13Mg0.02Al0.02O2)cai liao ju you zui jia de dian hua xue xing neng 。（4）jie ge mu qian chuan tong de LiPF6ji dian jie ye dian hua xue chuang kou zhai ,dui shui fen min gan ,rong yi sheng cheng HFfu shi cai liao biao mian deng que xian 。lun wen shua yong xin xing dian jie zhi li yan er fu shuang cao suan peng suan li （LiODFB）ji dian jie ye ,yan jiu ji yu Li1.2Mn0.50Ni0.13Co0.13Mg0.02Al0.02O2cai liao de kuo pei xing 。jie guo biao ming ,you yu LiODFBsuo ju you de liang hao cheng mo xing ,zai zheng ji cai liao biao mian sheng cheng le yi ceng zhi mi guang hua de gu ti dian jie zhi jie mian mo ,jian shao le cai liao biao mian fu fan ying de fa sheng he guo du jin shu li zi de rong chu ,yi zhi le dian ji biao mian xiang bian de fa sheng ,di sheng le dian chi de xun huan shou ming he bei lv xing neng 。zeng shang ,cai yong rong jiao -ning jiao fa zhi bei fu li meng ji zheng ji cai liao ,tong guo shuang yuan su gong can za gai xing he cai liao yu dian jie ye xiang rong xing yan jiu ,xian zhe de di sheng le cai liao de zeng ge xing neng ,zhe jiang wei fu li meng ji zheng ji cai liao de jin yi bu fa zhan di gong le xin de sai lu ,ju you shi fen chong yao de shi ji yi yi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自兰州理工大学的梁有维，发表于刊物兰州理工大学2019-07-18论文，是一篇关于锂离子电池论文,制备论文,掺杂论文,相容性论文,兰州理工大学2019-07-18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，资料来自兰州理工大学2019-07-18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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