一、锂离子电池锂锰氧化物的性能改进（论文文献综述）
段继东[1]（2021）在《高性能层状富锂锰基正极材料的设计与电化学性能研究》文中指出具有高比容量和高工作电压的富锂锰基正极材料早已被认为有望成为下一代高性能锂离子电池正极材料。然而,富锂锰基正极材料在其商业化过程中,还面临着许多亟待解决的问题,比如电压衰减、倍率性能差以及不乐观的循环寿命。因此,为了加快富锂锰基正极材料的大规模商业应用,必须通过一些改性手段来提升其电化学性能。本文通过掺杂和包覆等手段,设计了高性能的层状富锂锰基正极材料,采用XRD、SEM、TEM、XPS等物理表征技术和扣式电池恒电流充放电测试、恒电流间歇滴定技术以及交流阻抗等电化学表征技术对富锂锰基正极材料结构、微观形貌、元素化学环境和电化学性能等进行表征与测试,主要研究结果如下:（1）体相设计,对富锂锰基材料进行Ce和B元素的双点位掺杂改性。通过XRD、SEM、TEM和XPS分析,占据八面体点位的Ce离子,不仅扩展了晶胞参数、增强了锂离子迁移动力学和稳定了层状结构骨架,还引入了大量的氧空位以缓解氧流失带来的负面问题;占据四面体位置的B离子,通过强的B-O键稳定地钉扎在此,不仅阻碍了过渡金属离子的迁移、降低了富锂锰基正极材料的电压衰减,还能稳定周边氧原子以提升材料结构稳定性。电化学测试表明,掺杂后的富锂锰基正极材料的首圈放电容量达279.86 m Ah g-1,首周库伦效率由77.91%升为80.31%,锂离子的动力学性能也得到了提升;在1 C电流密度下循环100周,富锂锰基正极材料的容量保持率由75.14%增为91.15%;更重要的是,电压衰减率由每周衰减4.28 mV降为每周衰减2.26 mV。（2）表面设计,对富锂锰基正极材料进行CeAlOδ表面包覆改性。通过简单的化学沉积法和高温处理在富锂锰基正极材料表面上包覆了不同质量比的CeAlOδ氧化物。通过XRD、SEM、TEM分析表明,CeAlOδ包覆层以颗粒镶嵌的形式包覆在富锂锰基正极材料的表面上,且不会破坏基底材料结构,通过XPS分析表明,CeAlOδ包覆层内具有大量的氧空位。CeAlOδ包覆层不仅能够为活性材料抵挡来自电解液的腐蚀,还能有效缓解氧流失,进而稳定富锂锰基正极材料的电压衰减。其中,3 wt%的CeAlOδ包覆使富锂锰基正极材料的电化学性能达到最佳,在0.1 C的电流密度下首周放电比容量达到了286.7 m Ah g-1,1 C电流密度循环200周后,富锂锰基正极材料的循环保持率由76.19%升为80.59%,电压衰减率由每周衰减2.68 mV降为每周衰减1.84 mV。
郭新刚[2]（2020）在《富锂锰基正极材料的掺杂/包覆联合改性实验及理论研究》文中指出作为储能装置的锂离子电池在新能源领域扮演着十分重要的角色,其中正极材料发挥着关键作用。本论文以富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.6Ni0.2O2作为研究对象,对其进行了掺杂/包覆联合改性研究,采用XRD、SEM、交流阻抗等方法研究了改性材料的结构和充放电性能,并运用第一性原理计算对掺杂改性机理进行了理论解释。主要成果如下:（1）采用高温固相法成功合成了Mo6+掺杂改性材料Li1.2(Mn0.6Ni0.2)1-xMoxO2。当x=0.03时,材料展现出完善的层状结构、稳定的晶格结构和较小的电荷传递阻抗,首圈0.05 C和大倍率5 C的可逆容量分别高达332 m Ah?g-1和150.2 m Ah?g-1,首圈库伦效率为72.0%,0.5 C下充放电循环50圈后的容量保持率为92.0%。为进一步改善此材料的充放电性能,采用溶胶凝胶法对其实施了Li6.24Al0.12La3Zr1.8Mo0.2O12包覆改性。研究发现,当包覆层热处理温度为650℃、包覆比为2 wt%时,包覆层既可以很好地稳定基体材料的表面结构,抑制材料表面的电解液反应,又不影响Li+迁移速率,降低了界面阻抗。该掺杂/包覆联合改性材料的首圈0.05 C和大倍率5 C的放电比容量分别提升至343.6 m Ah?g-1和162.7 m Ah?g-1,首圈库伦效率提升至85.9%,0.5 C下充放电循环50和200圈后的容量保持率分别提升至97.7%和91.1%。（2）采用高温固相法成功合成了P5+掺杂改性材料Li1.2-5xPxMn0.6Ni0.2O2。当x=0.02时,锂层的层间距增大,晶格释氧有效抑制,结构稳定性增强,提高了Li+扩散速度。首圈0.05 C和大倍率5 C的可逆容量分别高达316.5 m Ah?g-1和158.0 m Ah?g-1,首圈库伦效率提升至81.7%,0.5 C下充放电循环50圈后的容量保持率为91.3%。为进一步改善此材料的充放电性能,同样采用溶胶凝胶法对其用2 wt%的Li6.24Al0.12La3Zr1.8Mo0.2O12进行了包覆改性。该掺杂/包覆联合改性材料的首圈0.05 C和大倍率5 C的放电比容量分别提升至326.9 m Ah?g-1和169.3 m Ah?g-1,首圈库伦效率提升至88.7%,0.5 C下充放电循环50和200圈后的容量保持率分别提升至97.2%和90.5%。（3）采用VASP软件分别对Mo6+掺杂和P5+掺杂Li1.2Mn0.6Ni0.2O2材料做了第一性原理计算分析。所构建结构模型优化后的晶胞参数值和实验值误差很小,且具有相同的变化趋势,验证了Mo6+和P5+掺杂均增大材料晶胞体积,有利于改善Li+的扩散。能带结构计算表明,Mo6+和P5+掺杂后材料的禁带宽度由0.548 e V分别减小至0.423 e V和0.411 e V,增强了材料的电子导电率。从材料电子态密度的计算可知,Mo6+和P5+掺杂后的材料总态密度和分波态密度峰均增强;从掺杂后分波态密度峰的共振情况可知,离子间的相互作用主要体现在Mn-O共价性的增强和P-O、Mo-O共价键的生成,减弱了O2-的电荷补偿和氧损失,进而稳定了材料的晶格结构,使其充放电性能得到改善。该计算结果从理论层面加深了Mo6+和P5+掺杂改性机理的认知。
杨雪娇[3]（2020）在《O2结构型Li-Mn-Co-M-O富锂锰基正极材料的制备及其电化学性能研究》文中研究表明富锂锰基正极材料因其具有较高的比容量而成为了锂离子电池正极材料领域的研究热点之一,其中O3型富锂过渡金属氧化物因其通过氧氧化还原反应获得较大的比容量而受到人们的高度关注,但是这种材料在充放电过程中阴离子发生氧化还原反应从而促使过渡金属离子迁移,最终导致过渡金属层向尖晶石相转变,伴随结构的改变出现电压和容量严重衰减,阻碍了其在工业上的应用。为了克服其缺点,本论文主要围绕O2型富锂锰材料的制备改性及电化学性能优化展开研究工作,利用XRD、SEM、TEM和充放电性能测试等手段对材料的结构、形貌、和性能进行表征。本文研究内容和主要结果如下:采用共沉淀-高温固相烧结-离子交换法合成Li1.25Mn0.75O2正极材料,探究了p H值、烧结温度以及离子交换的过锂量这三个因素对Li1.25Mn0.75O2正极材料电化学性能的影响,通过优化工艺得到了最佳的制备工艺条件。结果表明:在控制前驱体合成时p H值为8.0,以450℃预烧4h,再升高至800℃保温8h,最后在锂过量为5%的条件下进行熔盐离子交换4h,所合成的目标产物在0.1C的电流密度下首次充电比容量是208.309 m Ah/g,可逆放电比容量为188.342 m Ah/g,经过40次的循环后,比容量下降至107.887 m Ah/g。通过制备Li1.25Mn0.75-xCoxO2系列的Li1.25Co0.20Mn0.55O2、Li1.25Co0.25Mn0.5O2、Li1.25Co0.30Mn0.45O2三种正极材料,以探究钴替代部分锰对富锂锰正极材料的影响。结果表明:Li1.25Co0.25Mn0.5O2正极材料在0.1C的电流密度下首次充放电比容量为200.101 m Ah/g,在经过20次循环后,放电比容量为213.838 m Ah/g,可见比容量的保持率很高;在经过30次循环后,材料的平均电压仅下降了0.0258V。为了使材料的电化学性能得到进一步的改善,在合成前驱体时掺入金属元素V和Mo,通过XRD图谱发现这两种金属元素的掺杂并没有改变材料结构。掺杂量为5%V的Li1.25Mn0.75O2/V材料的首次放电比容量为290.963 m Ah/g,比纯Li1.25Mn0.75O2高出102.621 m Ah/g。在进行40次的充放电循环后容量保持率为89.8%,而纯Li1.25Mn0.75O2的保持率仅为57.3%,相比之下保持率提高了32.5%;在经过30次循环后,材料的平均电压仅下降了0.0786V,很显然,钒元素的掺杂不仅提高了正极材料的比容量,也使容量和电压衰减的速度减慢。掺杂量为6%的Li1.25Mn0.75O2/Mo材料的首次放电比容量为242.437 m Ah/g,比纯Li1.25Mn0.75O2高出54.095 m Ah/g。在进行40次的充放电循环后容量保持率为68.6%,而纯Li1.25Mn0.75O2的保持率仅为57.3%,相比之下保持率提高了11.3%。为了提高正极材料的导电性从而提高电化学性能,采用与乙炔黑复合的方法进行改性,以乙炔黑和Li1.25Mn0.75O2的质量比为12:88通过球磨制备复合材料,结果表明:复合后材料的结构没有发生改变,在0.1C的电流密度下首次放电比容量是309.222m Ah/g,相较于Li1.25Mn0.75O2高出120.879 m Ah/g,在经过40次充放电循环后容量的保持率达到了80.8%,比未添加乙炔黑时提高了23.5%。在经过30次循环后,材料的平均电压仅下降了0.0763V。
刘艳莹[4]（2020）在《富锂锰基正极材料中氧流失的改善及其电荷补偿机制研究》文中研究说明设计高能量密度、高功率、长寿命的锂离子电池仍是当前的研发热点。富锂锰基氧化物正极因其高比容量的优势被认为是最有潜力的新一代锂离子电池正极的候选材料,但其仍存在首次不可逆容量损失大、慢速动力学、电压迟滞以及严重的电压衰降等缺陷,导致能量效率、功率密度以及循环性能的恶化,限制了其实际应用。针对以上问题,本论文设计并优化Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2材料结构,通过双离子掺杂限制循环过程中晶格氧的迁移,同时促进了 Li+扩散动力学;进一步通过调控富锂锰基氧化物正极中的氧空位,增强氧阴离子参与反应的可逆性,改善了电极的循环稳定性,并探究了氧阴离子电荷补偿机制。最后通过引入高催化活性的Pt纳米粒子,提高电极材料的导电性,增强了循环过程中氧阴离子氧化还原反应活性。（1）设计并制备出了具有稳定结构的铈锡共掺杂的富锂正极材料。通过铈和锡元素的协同作用,有效稳定晶体结构,降低锂活化能并减少氧化还原反应过程中的极化。同时铈和锡元素在共锂化过程中扩散到体相中,增加了晶面间距,促进Li+迁移,显着提高Li+的扩散速率。（2）为了降低电极的首次可逆容量损失,利用温和的溶剂热法代替传统的湿化学沉积法合成了含有丰富氧空位的CexSn1-xO2-σ复合氧化物纳米修饰层,同时,在纳米颗粒和本体材料之间形成尖晶石相中间层,这种特殊的表面修饰策略显着降低了电极的首次不可逆容量损失。该电极的首次库伦效率高达92.77%,不可逆容量损失仅为24.4mAh g-1。针对这一显着改善提出了CexSn1-xC2-σ修饰电极增强富锂材料电化学性能的机理,进一步的对材料的微观结构和性能之间的构效关系进行了深入探索。（3）为了提高电极的循环稳定性,首次合成了表面功能化的LiCeO2薄膜涂层,优化后的LiCeO2涂层具有高Li+传导特性和丰富的氧空位。该电极表现出优异的大倍率性能及循环稳定性,针对这一显着改善,本论文提出了LiCeO2改性电极在循环过程中的晶格氧迁移路径以更好地了解富锂正极材料的氧流失机理。对于LiCeO2改性的电极材料,首先LiCeO2涂层的丰富氧空位可减少体相结构中氧气的释放,增强晶格氧的可逆性;其次,较高的Li+传导性,可降低颗粒和电解质之间的电荷传递阻抗（Rct）,加快再锂化动力学;最后,薄而均匀的表面涂层起到良好的保护屏障,避免晶格氧的不可逆氧化。此外,采用恒电流间歇滴定技术（GITT）研究了循环中Li+的嵌入/脱出动力学.（4）针对富锂锰基正极材料的导电性差的问题,本论文首次将具有良好催化活性的Pt纳米颗粒引入到材料中,显着改善了循环过程中晶格氧的流失。揭示了在含Pt的富锂正极中,晶格氧氧化还原反应之后晶格结构的演化相对稳定,这与不含Pt的富锂正极中明显变形的晶体结构形成了鲜明的对比。本论文的研究结果突出了 Pt纳米颗粒在增强晶格氧的氧化还原反应和稳定晶体结构中的作用。氧阴离子的氧化还原反应化学活性得到了显着提高,为设计具有稳定结构的高能量密度锂离子电池正极材料打开了新视野。
周飞[5]（2020）在《电解锰阳极泥制备活性二氧化锰及其表征与利用》文中认为随着我国经济持续不断地发展,电解锰产品需求量日益增加,锰矿石的消费量也伴随着增加,但是我国的锰矿资源分布不均衡、高品位锰矿床少、锰矿矿床规模小、贫矿多、杂质含量高,并且锰矿床中矿石结构更加复杂,会给锰矿的加工利用带来了极大的难度。因此,富锰矿和优质锰矿资源在我国是十分稀少缺乏的矿产资源。而电解锰阳极泥是一种用电解法生产金属锰过程中产生于阳极区的副产物,其中Mn含量在40%-50%。电解锰阳极泥化学成分及物理结构复杂多变,目前行业内暂无妥善处理的方法,大多当作固废处理,不仅造成锰资源浪费,还对环境造成极大污染。因此对电解阳极泥资源化利用技术的研究迫在眉捷。本文以电解锰阳极泥为研究对象,通过焙烧-净化-歧化工艺将其制备成活性二氧化锰,并利用其作为锰源制备富锂锰基正极材料,达到资源化利用的目的,通过单因素试验以及正交试验,分析了硫酸歧化过程中温度、时间、硫酸浓度、液固比等因素对反应转化率的影响,探索出最优的歧化工艺,并对制备的活性二氧化锰进行了表征与分析。文中采用了600～800℃高温煅烧电解锰阳极泥,利用2 mol/L的乙酸铵在80℃的条件下浸取阳极泥30 min,除去电解锰阳极泥中的杂质,再利用硫酸歧化改性,分析了温度、时间、硫酸浓度、液固比等因素对反应转化率的影响。结果表明:在温度为70℃,时间为100 min,液固比为8:1,硫酸质量浓度为20%的条件下,反应转化率可达95.86%。产物颗粒均匀,粒径较小,是由α-Mn O2与γ-Mn O2共同构成的混合Mn O2。此外,还考察了制备正极材料前驱体的共沉淀过程中沉淀剂（Na OH）浓度和共沉淀温度对正极材料形貌结构和电化学性能的影响,并分析了不同锰源对制备的正极材料的影响。利用共沉淀-高温焙烧法制备富锂锰基正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li[Ni0.4Co0.1Mn0.5]O2,研究了共沉淀过程中沉淀剂（Na OH）浓度和共沉淀温度对正极材料形貌结构和电化学性能的影响,通过对制备的正极材料进行表征和电化学性能测试,确定最佳沉淀剂（Na OH）浓度为1 mol/L,共沉淀温度为60℃。结果表明:最佳条件下制备的正极材料首次充放电比容量为380.4mAh/g和236.8 mAh/g,经过50轮充放电循环后,放电比容量为173.6 mAh/g,容量保持率为73.31%。文中针对采用不同锰源制备0.5Li2Mn O3·0.5Li[Ni0.4Co0.1Mn0.5]O2富锂锰基正极材料进行电池测试分析。初步分析了不同Mn O2对制备的正极材料的影响,对各锰源进行XRD分析,发现市售的化学二氧化锰（CMD）和电解二氧化锰（EMD）为JCPDS卡号04-0799的普通Mn O2,而经过硫酸歧化工艺处理的电解二氧化锰（AEMD）和电解锰阳极泥制备的活性二氧化锰（AMD）均是α-Mn O2与γ-Mn O2共同构成的混合Mn O2。AEMD制备的正极材料首次充电比容量为391.6 mAh/g,放电比容量为242.8 mAh/g,略微高于AMD制备的正极材料,远大于普通二氧化锰制备的正极材料。因此,电解锰阳极泥制备的活性二氧化锰（AMD）可作为合成富锂锰基正极材料的锰源。
宋长坤[6]（2020）在《富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13CO0.13O2的制备及改性研究》文中研究指明富锂锰基正极材料由于较高的比容量和能量密度以及原材料料丰富等特点,被认为是最有希望应用到实际生活中的锂离子电池正极材料之一。但由于富锂锰基正极材料相对较低的离子导电率和较差的结构稳定性,致使这类正极材料在循环过程中,其放电比容量和平均放电电压逐渐衰减,严重制约了在锂离子电池中的实际应用。本论文首先从合成条件入手制备出最佳的前驱体材料,然后通过掺杂和包覆对电化学循环中结构相变的问题加以研究,从而对富锂锰基正极材料的电化学性能有所改善,为推动其实现商业化发展提供必要的理论依据和技术途径。主要研究内容如下:（1）干燥过程中的温度高低是影响溶胶-凝胶反应过程的决定性因素。干燥温度较低时合成的前驱体颗粒细小,形态不规则;干燥温度过高时,合成的前驱体颗粒也较小,且分布不均匀,团聚现象严重。只有在适当的温度下合成的前体才具有较好的形貌和均匀的分布。针对此类问题,采用溶胶-凝胶法制备了干燥温度为120°C、140°C和160°C的富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,系统研究了干燥温度对电化学性能的影响。通过对每种材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了测试,和对所得数据进行了表征和分析。结果表明,当干燥温度为140°C时,所得材料的性能最佳。（2）富锂锰基正极材料由于氧气释放的不可逆过程导致材料的首次放电比容量较低,由于Al+与O的结合能力较强,可以抑制首次循环过程中O2的释放。因此,掺杂Al+也可以有效地提高富锂锰基正极材料的首次放电比容量。用Al代替Li1.2.2 Mn0.54Ni0.13Co0.13O2中的部分Li元素,得到了含Al量不同的掺杂材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对掺Al材料进行了表征和分析,发现掺Al材料不仅具有良好的晶体结构和层状结构,而且提高了结构稳定性。电化学结果表明,Al掺杂材料Li1.16Mn0.54Ni0.13.13 Co0.13.13 Al0.04O2具有最优异的电化学性能。在室温下0.1 C的初始放电比容量达到271 mAh/g。即使在0.5 C和2 C的高倍率下,材料的放电比容量也达到185 mAh/g和156.1 mAh/g,经过200圈的循环后容量保持率分别为85.2%和87.3%。（3）随着循环进行材料表面结构发生相变,导致材料的中值电压和稳定性持续衰减。在富锂锰基材料中添加过渡金属化合物TiO2,可以在材料表面形成不连续的包覆层,同时可以削弱活性材料与电解液之间的化学反应,使得首次充电完成时氧空位的消失得到抑制。同时,烧结过程中部分过渡金属离子进入母体材料晶格,这一过程在一定程度上对于材料的稳定性起到了决定性的作用。在这项工作中,首先采用溶胶-凝胶法获得富锂正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13.13 O2,然后通过湿化学过程将TiO2纳米粒子成功包覆到样品上。与原样品相比,TiO2-1%样品的电化学性能有了明显改善。首次库仑效率和放电比容量有都得到明显提升,首次库仑效率在0.1 C时从75.9%提高到80.8%,初始放电比容量达到276.5 mAh/g。在2 C下,经过200次循环,包覆TiO2-1%的容量保持率在87.8%。其良好的初始库仑效率、循环稳定性和倍率能力可以归因于TiO2包覆层在初始电荷结束时抑制氧空位损失的能力,以及良好的结构稳定性。
仇业超[7]（2020）在《锂离子电池正极材料Li1.11(Ni0.19Co0.07Mn0.6)O2的表面改性及电化学性能研究》文中研究表明可充电锂离子电池,作为当下最先进的能量存储装置之一,其在便携式电子和电动汽车等领域得到了广泛的实际应用。如今,锂离子电池的应用领域正不断扩展,其对正极材料的性能提出了重大挑战,因此迫切需要开发高容量、高比能量和快速充放电性能的锂离子电池正极材料来满足科技的不断发展。最有前景的候选正极材料之一是层状富锂锰氧化物,因为它具有高容量、高电压和低成本等优点。然而,这类材料固有的低电导率和迟缓的电极动力学致使其充放电循环过程中存在电压衰减严重、初始库仑效率低以及倍率性能差等缺点,这些问题常常阻碍了其进一步发展。为此,有必要对这类材料进行优化研究,进一步提高其电化学性能,从而推动其商业化进程。本论文利用共沉淀-高温固相法成功制备层状富锂锰氧化物Li1.11(Ni0.19Co0.07Mn0.6)O2（简称LLO）,主要实验工作及结果归纳如下:（1）经Li3PO4包覆后的样品表现出优异的循环性能和更为缓慢的电压衰减。包覆1wt%Li3PO4的样品在2-4.8 V电压区间、0.1 C(1C=250 m A·g-1)条件下首次放电容量达282.9 m Ah·g-1,循环80次后其容量保持率达84.6%,而LLO具有快速的容量衰减,容量保持率仅为60.7%。此外包覆1wt%Li3PO4的样品在循环过程中的平均放电电压降为0.21 V,而LLO样品的平均放电电压从3.38 V降至3.08 V,电压降为0.30 V。Li Co PO4包覆改性研究表明,当Li Co PO4包覆量为3wt%时,0.1C倍率下首次库伦效率为87.6%,首次放电容量为289.1 m Ah·g-1,1C倍率下80次循环后的容量保持率为84.9%（远高于LLO的54%）,相应的可逆放电容量为206.7 m Ah·g-1。用Li Mn PO4包覆后,包覆量3wt%的样品体现出最佳性能,在0.1C下初始容量可达到280.2 m Ah·g-1,80次循环后可逆容量仍稳定在211.7m Ah·g-1,对应的容量保持率为84.9%。相比之下,LLO经过相同循环后的保持率仅为69.5%。更重要的是,在循环过程中,3wt%Li Mn PO4包覆样品的平均放电电压仅下降0.13 V（LLO为0.37 V）。上述结果可归因于以下事实:磷酸盐改性层具有强共价性的PO43-聚阴离子和热稳定性,可有效维持界面结构稳定并抑制与电解质的不良副反应,以提高材料在高压下的循环稳定性。（2）采用去离子水作为LLO的化学活化剂,促进Li2MnO3组分的预活化。首先,水处理时间为1h、2h和3h,烧结温度为500℃。与LLO相比,水处理样品同时具有较大的可逆容量、较高的初始库仑效率和较好的循环保持能力,其中水处理2h样品的性能表现最佳。然后再用2h水处理样品分别在400℃、500℃和700℃进行热处理。研究发现,400℃煅烧处理的水处理样品,其性能在所有热处理样品中是最佳的。随着热处理温度的升高,水处理样品的容量保持率逐渐降低,说明进一步提高煅烧温度会对层状富锂锰氧化物的循环稳定性产生不利的影响。最后,使用Al（NO3）3和NH4H2PO4的混合酸性溶液对LLO进行预活化。通过使用SEM、XPS和TEM等表征方法,证明了LLO表面同时有尖晶石相与Al2O3保护层生成,两者的协同作用,不仅促进了锂离子的运输,进而加快电荷转移过程,而且还抑制了循环过程中的表面副反应和减轻了结构劣化,这一点可由d Q/d V、CV和EIS测试所证实,并在提高的电化学性能有所体现。经Al（NO3）3和NH4H2PO4的混合酸性溶液处理后的样品,在0.1 C下的首次库仑效率由85.4%提高到91.4%,首次放电容量由253.3 m Ah·g-1提高到289.0 m Ah·g-1,1 C下循环80次后的容量保持率由59%提高到83%,5C高倍率下的放电容量为183m Ah·g-1,而LLO仅有121 m Ah·g-1。
李文明[8]（2020）在《高镍三元与富锂锰基锂离子电池正极材料的制备及其性能研究》文中研究指明随着电动汽车、便携式电器和智能电网存储的快速发展和应用,环保和能源问题日益凸显,减少对环境的污染同时又能满足人类增长的能源需求是一个极具挑战性的难题。锂离子电池的高能量和功率密度以及较好的安全稳定性,受到人们的高度关注。正极材料的各方面性能是锂离子电池的关键之一。现有的正极材料,如钴酸锂和磷酸铁锂等,其能量密度难以适应人类对能源需求的日益增长。因此,更高能量密度的锂离子电池正极材料成为研究者致力研发的方向,镍钴锰酸锂和富锂锰基正极材料因具有较高的比容量而引起了研究者的广泛关注。本论文的主要目的是合成高性能的锂离子电池正极材料,选择高镍三元LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2和富锂0.5Li2MnO3·0.5LiCo0.5Mn0.5O2材料为研究对象,系统地开展了材料的制备、表征与性能调控研究,为研究制备高性能的锂离子电池正极材料提供实验基础和理论依据。锂离子电池高镍正极材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2,x≥0.5)以其高容量、低成本等优点成为锂离子电池正极材料的研究热点。然而,由于表面Ni4+与电解液的反应,导致高镍正极材料的循环性变差。本文提出了一种有效地解决这一问题的方法,即设计内部富镍、外部贫镍的梯度材料。通过内层富镍外层富锰的材料设计,能有效缓解Ni4+与电解液的副反应,提升材料的结构稳定性,改善材料倍率性能和循环性能。通过合理设计的氢氧化物共沉淀工艺,对制备过程中的原材料溶液和进料方式进行了精确的设计,调节不同反应时间的金属离子浓度,利用相同的原材料和反应时间制备了成功地合成了不同梯度浓度的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）材料,镍锰的原子比从内核到外壳呈线性下降)。结果表明,不同梯度浓度对NCM622材料的微观结构和电化学性能有显着影响。GC3.5型（Mn的最终原子比例为3.5）NCM622以最佳梯度浓度制备的正极材料具有优良的电化学性能,在0.2 C速率下放电容量超过176 m Ah g-1,在1 C下100次循环后容量保持率高达94%。采用共沉淀制备技术,通过优化前驱体制备工艺中的参数与工艺流程,调控沉淀过程以及制备条件,制得尺寸、形貌、结构均匀的准球形镍钴锰GC3.5型NCM622三元正极材料。借助正交试验设计,利用极差法对试验结果进行了分析,表明各个因素对振实密度影响的主次顺序为反应时间、氨水浓度、搅拌速度、p H。确定了最佳水平组为反应时间16 h,氨水浓度0.5 mol L-1,搅拌速度600 r min-1,p H为11。最佳水平组制备的GC3.5球形前驱体,球形度好,平均粒径为6.6μm,表面平整,二次颗粒团聚少,加工性能优异,振实密度为2.08 g cm-3。在0.2 C放电倍率下,材料的放电比容量分别为175 m Ah g-1;材料的20 C/0.2 C放电比容量比为70%;在200次循环后容量保持率87.5%。根据优化后梯度镍钴锰酸锂制备工艺,完成了锂离子电池三元正极材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2)制备放大实验研究工作,批次产量5 kg以上,以所制备的高比容量三元正极材料制造不同规格的实验软包电池,电化学性能良好。采用简易的草酸盐分步共沉淀的方法,基于非平衡质量扩散原理,首先制备出Co0.5Mn0.5C2O4,接着以此为模板经分步共沉淀合成Ni0.6Co0.2Mn0.2C2O4前驱体,由于奥斯瓦尔德熟化过程的作用,一次棒状颗粒直径变大且转换成空心结构,混锂烧结后即得到锂离子电池球形LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极材料。该材料是由形状均匀的一次棒状粒子发散式组装而成的二次规则球形颗粒,一次棒状粒子间存在间隙,粒径为6-8μm左右。材料的一次粒子细管之间的缝隙,增大了材料的比表面积,使得材料与电解液的接触面积增大,缩短了锂离子在材料颗粒内部的迁移距离,从而有利于快速充放电和倍率性能的发挥;材料一次粒子之间的缝隙和空心结构能够缓冲材料在充放电过程中的体积变化,减轻结构变形,避免产生颗粒内微裂纹等,从而提高循环性能。在0.2 C放电倍率下,材料的放电比容量分别为180.6 m Ah g-1;材料的2 C/0.2 C放电比容量比为81.6%,10 C/0.2 C放电比容量比的77.2%;在100个循环后容量仍保持在150.6 m Ah g-1,容量保持率94.2%。采用简易的草酸盐共沉淀方法,通过调节搅拌速度的反应条件,利用溶液剪切力对样品形貌的影响,结合后续混锂焙烧分别制备了多种形貌的锂离子电池0.5Li2MnO3·0.5LiCo0.5Mn0.5O2富锂锰基正极材料。结果表明:在低搅拌转速条件下共沉淀法制备的样品呈规则球状形貌,球体是由许多棒状一次粒子聚集而成,一次棒状粒子之间存在较多缝隙,为电解液扩散提供便捷通道,有助于锂离子在材料内部的迅速传输和扩散,从而发挥出优异的电化学性能。球状颗粒样品展现出了更高的振实密度（1.7 g cm-3）和更优异的电化学性能:0.2 C倍率条件下首次放电比容量为233.8 m Ah g-1,2 C/0.2 C放电比容量比值为62.2%,0.5 C循环100次容量保持率为90.8%,倍率性能和循环稳定性能优异。
余蓁[9]（2019）在《X射线吸收谱研究富锂正极材料的结构与性能》文中研究表明在能源危机和环境污染的双重压力下,开发新能源、提高能源利用效率迫在眉睫。锂离子电池作为高效的能源存储设备受到了人们的关注,被广泛应用于便携式设备中,并逐渐向动力电池领域拓展。作为影响锂离子电池关键技术参数的正极材料,也不断向更高能量密度的方向发展。在这样的机遇与挑战中,尽管存在一些缺陷,层状富锂锰基材料由于其本身高容量低成本的优势成为了下一代正极材料有利的候选者。本论文以推进层状富锂材料实用化为出发点,研究了锰基材料中抑制电压衰退的有关策略,并从动力学相关因素的角度,对电压衰退的机理提出了新的认识,在降低材料充电电压的方面做出了尝试,并探索了新的廉价富锂材料,利用同步辐射X射线吸收谱作为有效的表征手段,对富锂材料结构和性能之间的关系展开了深入研究。主要内容包括:1.利用溶胶凝胶法成功制备了铼（Re）/硼（B）共修饰的层状富锂锰基正极材料,表现出优异的电化学性能,容量保持率显着提高,且在抑制材料电压衰退方面有明显的效果。2C倍率下300圈循环之后Re掺杂样品的中值电压保持率为81%,而原始样品仅为62%。通过详细的结构表征可以判断,Re被成功地引入到过渡金属层中锰（Mn）的位点。利用X射线吸收谱并结合第一性原理计算,Re掺杂对性能的优化,尤其是对电压衰退的抑制作用,归结于Re的引入调制了附近氧（O）的局域电子结构,使之保持稳定而不以O2的形式释放造成结构的破坏。因此,利用铼调制层状富锂锰基材料的电子结构对于设计其它高比容量、高稳定性的正极材料具有很好的借鉴意义。2.通过对富锂锰基正极材料电化学循环前后的样品进行结构表征和电化学测试后,提出动力学恶化是影响富锂锰基正极材料电压衰退的关键因素。进一步通过原始材料与MgCl2等金属卤化物反应模拟制备了具备高放电比容量但电压衰退明显的样品,结果表明颗粒表面生成缺锂立方岩盐相,其电子/离子传输差,会大幅增加锂离子在颗粒表面迁移的阻碍,导致材料表面的动力学性能变差,造成严重的电压滞后,并随着循环的逐渐进行而加剧,表现出电压不断衰退。从而提出减少颗粒表面岩盐相的生成,是抑制高容量高稳定性材料电压衰退的新策略,为抑制富锂锰基正极材料电压衰退推进其商业化进程提供了新的研究方向。3.以降低材料的充电电压为目标,采用常规的制备方法对富锂锰基正极材料的阴离子掺杂进行了广泛的研究。发现常温常压下的手段并不能实现阴离子氯Cl-取代材料中晶格氧,超过热力学能垒的高温高压法及非平衡态可能是实现层状富锂锰基材料阴离子掺杂的突破口。为富锂锰基阴离子掺杂的探索提供了重要的参考。4.结合铁（Fe）元素来源广泛、环境友好和钼（Mo）元素多电子反应的优势,采用固相法制备了Li1.23Mo0.47Fe0.3O2富锂正极材料,并对其结构、形貌和电化学性能进行了研究。Li1.23Mo0.47Fe0.3O2层状富锂材料初始放电容量达176.69 mAh/g,容量保持率达74.66%。探究截止电压对其电化学性能的影响,利用非原位X射线衍射和吸收谱测试对材料的充放电过程进行了表征,低电压平台对2.5V放电平台具有一定调制作用。作为一种原料价廉、制备方法简单、性能良好的正极新材料,是开发新一代高性能正极材料有益的探索。
王敏君[10]（2019）在《锂离子电池富锂锰基正极材料的制备及改性研究》文中进行了进一步梳理锂离子电池富锂锰基正极材料具有放电比容量高,工作电压窗口宽,成本低,安全性好等特点,是下一代锂离子电池正极材料的主要候选者。但目前富锂材料还存在较多问题,如首次效率低、循环倍率性能差、电压衰减严重等。本文采用共沉淀法制备了富锂材料,并用多种方法对富锂材料表面和体相的结构进行了改性处理,通过物理表征和电化学测试手段研究了材料的结构、相分布等特性及其与材料电化学性能之间的相互关系。用共沉淀的方法制备了Mn4/6Ni1/6Co1/6CO3前驱体,研究了前驱体制备过程中工艺对材料形貌和结构的影响,并系统优化了固相烧结的工艺,制备了结晶性高、电化学性能优异的正极材料。使用水处理和微波乙二醇处理两种方法对富锂材料表面结构进行了改性。结构和成分分析表明,经过处理后,富锂材料表面的Li2MnO3发生了脱锂及脱氧的预激活反应。进一步研究了预激活实现的条件以及预激活对材料结构和电化学性能的影响。研究表明实现预激活并不需要化学性质活泼的溶剂,适当地改变温度等条件,也可采用化学性质稳定的溶剂来完成,从而避免处理过程中溶剂对材料晶体结构造成破坏。电化学和结构研究表明,预激活改进富锂材料性能和梯度激活的过程有关,并且可以在循环过程中优化结构的变化。经过预激活处理后,材料的首效、倍率、循环、电压降等性能都有了明显的提升。用焦磷酸镁包覆前驱体后固相烧结的方法,制备了具有超薄纳米包覆层的富锂材料。研究表明,焦磷酸根具有络合作用,能有效控制包覆沉淀过程中的反应速率,促使沉淀物均匀包覆于前驱体表面。结构和化学态分析表明包覆材料中的镁和磷元素在高温烧结的过程中,掺杂进入了富锂材料的晶体结构中,扩大了材料中锂离子的扩散通道,而且提高了过渡金属的化合价。包覆后的材料,首次库伦效率为91.8%,初始容量为288.4 mAh g-1,200圈循环后的容量保持率为89.2%。而且材料在循环中层状相向尖晶石相的转变被抑制,电压稳定性提高。材料优异的电化学性能可以归因于纳米包覆层的表面保护作用和镁与磷元素掺杂的结构稳定作用。采用焦磷酸钠和碳酸钠双重沉淀剂,制备了具有体相磷掺杂,表面磷酸锂包覆的富锂材料。对共沉淀中焦磷酸根的沉淀过程做了理论分析和实验验证。结果表明,焦磷酸根在沉淀过程中,经历了从无到有,然后逐渐变多,最后稳定的过程。利用XRD Rietveld精修方法、同步辐射X射线显微成像技术、同步辐射X射线吸收精细结构谱等,研究了磷元素掺杂对富锂材料结构、相分布的影响。结果表明,磷掺杂增大了材料晶胞c轴及晶胞体积,降低了阳离子混排,而且提高了材料体相和表面相之间化学状态和相分布的均匀性。经过掺杂处理后,首次库伦效率为90.5%,初始容量为294.6 mAh g-1;0.5、1、3 C倍率下的放电容量分别为267.6、247.3、197.6 mAh g-1;1 C下循环500次容量保持率为72.6%。本文针对目前改性方法复杂,性能改进过于单一等不足,提出了多种优化方案,制备出高性能富锂锰基正极材料。拓展了预激活可采用的方法和溶剂选择,加深了预激活对富锂材料性能改进的认识;解决了包覆层难以对材料内部晶体结构起到稳定作用的问题;扩展了磷掺杂的适用条件,并对磷掺杂的作用效果,尤其是对结构和相分布的影响,有了新的认识。
二、锂离子电池锂锰氧化物的性能改进（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锂离子电池锂锰氧化物的性能改进（论文提纲范文）
（1）高性能层状富锂锰基正极材料的设计与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池发展简介 |
| 1.2.2 锂离子电池结构及工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池特点 |
| 1.3 锂离子电池正极材料研究进展 |
| 1.3.1 层状结构正极材料 |
| 1.3.2 尖晶石结构正极材料 |
| 1.3.3 橄榄石结构正极材料 |
| 1.4 富锂锰基层状正极材料研究进展 |
| 1.4.1 富锂锰基正极材料的结构 |
| 1.4.2 富锂锰基正极材料的充放电机制 |
| 1.4.3 富锂锰基正极材料结构衰退机制 |
| 1.4.4 富锂锰基正极材料的改性研究 |
| 1.5 本课题研究意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验原料及实验设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料的物理表征 |
| 2.2.1 X-射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.2 激光拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.2.5 X-射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.3 材料的电化学性能测试 |
| 2.3.1 正极片的制备 |
| 2.3.2 扣式锂离子半电池电池的组装 |
| 2.3.3 纽扣电池的充放电测试 |
| 2.3.4 恒电流间歇滴定技术(GITT)测试 |
| 2.3.5 电化学阻抗(EIS)测试 |
| 3 铈硼双点位掺杂富锂材料的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的物理表征分析 |
| 3.3.2 材料的电化学性能分析 |
| 3.3.3 作用机理简析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 铈铝氧化物包覆富锂材料的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的物理表征分析 |
| 4.3.2 材料的电化学性能分析 |
| 4.3.3 作用机理简析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（2）富锂锰基正极材料的掺杂/包覆联合改性实验及理论研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历程 |
| 1.2.2 锂离子电池的类型和组成 |
| 1.2.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.3 锂离子电池正极材料简介 |
| 1.3.1 LiMO_2型层状锂离子正极材料 |
| 1.3.2 LiM_2O_4型尖晶石结构正极材料 |
| 1.3.3 LiMPO_4型橄榄石结构正极材料 |
| 1.4 富锂锰基正极材料的现状及研究进展 |
| 1.4.1 富锂锰基正极材料的组成及结构特征 |
| 1.4.2 富锂锰基正极材料的反应机理及电化学性能 |
| 1.4.3 富锂锰基正极材料的制备方法 |
| 1.4.4 富锂锰基正极材料存在的问题 |
| 1.4.5 富锂锰基正极材料的改性研究 |
| 1.5 第一性原理计算在正极材料中的应用 |
| 1.6 本课题的选题意义及研究内容 |
| 1.6.1 本课题的选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料、仪器、表征及理论计算方法 |
| 2.1 实验材料及仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3 材料的合成及电池组装 |
| 2.3.1 材料的合成 |
| 2.3.2 极片制备 |
| 2.3.3 电池组装 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 倍率性能测试 |
| 2.4.2 循环性能测试 |
| 2.4.3 交流阻抗(EIS)测试 |
| 2.5 第一性原理计算方法 |
| 第三章 Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2的Mo~(6+)掺杂及包覆联合改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2的Mo6+掺杂改性研究 |
| 3.2.1 Li_(1.2)(Mn_(0.6)Ni_(0.2))_(1-x)Mo_xO_2材料的制备 |
| 3.2.2 Li_(1.2)(Mn_(0.6)Ni_(0.2))_(1-x)Mo_xO_2材料的晶体结构分析 |
| 3.2.3 Li_(1.2)(Mn_(0.6)Ni_(0.2))_(1-x)Mo_xO_2材料的形貌分析 |
| 3.2.4 Li_(1.2)(Mn_(0.6)Ni_(0.2))_(1-x)Mo_xO_2材料的电化学性能分析 |
| 3.3 Li_(1.2)Mn_(0.58)Ni_(0.19)Mo_(0.03)O_2 材料的包覆改性研究 |
| 3.3.1 包覆改性Li_(1.2)Mn_(0.58)Ni_(0.19)Mo_(0.03)O_2 材料的制备 |
| 3.3.2 热处理温度对包覆改性材料LMNMO@LALZMO的影响 |
| 3.3.3 包覆比对LMNMO@LALZMO材料结构和性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2的P5+掺杂及包覆的联合改性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的P~(5+)掺杂改性研究 |
| 4.2.1 Li_(1.2-5x)P_x Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2 材料的制备 |
| 4.2.2 材料的晶体结构分析 |
| 4.2.3 材料的形貌分析 |
| 4.2.4 材料的电化学性能分析 |
| 4.3 Li_(1.1)P_(0.02)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2 材料的包覆改性研究 |
| 4.3.1 包覆改性Li_(1.1)P_(0.02)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2@Li6.24Al0.12La3Zr1.8Mo0.2O12 材料的制备 |
| 4.3.2 材料的晶体结构分析 |
| 4.3.3 材料的形貌分析 |
| 4.3.4 材料的电化学性能分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2 掺杂改性的第一性原理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钼掺杂模型的构建 |
| 5.3 Mo掺杂对Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2 结构的影响 |
| 5.3.1 Mo掺杂后的晶胞参数变化 |
| 5.3.2 Mo掺杂后的电子结构变化 |
| 5.4 磷掺杂模型的构建 |
| 5.5 P掺杂对Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2 结构的影响 |
| 5.5.1 P掺杂后的晶胞参数变化 |
| 5.5.2 P掺杂后的电子结构变化 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 导师及作者简介 |
（3）O2结构型Li-Mn-Co-M-O富锂锰基正极材料的制备及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历程 |
| 1.2.2 锂离子电池的主要组成结构和工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池的特点及应用 |
| 1.3 常见的锂离子电池正极材料 |
| 1.3.1 层状正极材料 |
| 1.3.2 尖晶石结构的正极材料 |
| 1.4 橄榄石结构的正极材料 |
| 1.5 富锂锰基正极材料概述 |
| 1.5.1 富锂锰基正极材料的结构 |
| 1.5.2 富锂锰基正极材料的充放电机理 |
| 1.5.3 富锂锰基正极材料的合成方法 |
| 1.5.4 富锂锰基正极材料的改性 |
| 1.6 本课题的主要研究内容及意义 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验药品及仪器设备 |
| 2.1.1 主要实验药品 |
| 2.1.2 主要实验仪器设备 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 共沉淀法制备碳酸盐前驱体 |
| 2.2.2 固相法制备中间体 |
| 2.2.3 离子交换法制备富锂锰基正极材料 |
| 2.2.4 富锂锰基正极材料的改性 |
| 2.3 制备电极片组装电池 |
| 2.3.1 电极片的制备 |
| 2.3.2 扣式电池的组装 |
| 2.4 材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 充放电测试 |
| 2.4.2 高温电化学性能测试 |
| 2.4.3 循环伏安(CV)测试 |
| 2.5 材料的表征 |
| 2.5.1 X射线衍射(XRD)表征 |
| 2.5.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.5.3 透射电子显微镜衍射分析(TEM) |
| 第三章 正极材料Li_(1.25)Mn_(0.75)O_2合成工艺的优化对电化学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 正极材料Li_(1.25)Mn_(0.75)O_2的合成 |
| 3.3 pH值对正极材料的影响 |
| 3.4 不同烧结温度对正极材料性能的影响 |
| 3.5 锂含量对正极材料性能的影响 |
| 3.6 优化工艺条件下合成的Li_(1.25)Mn_(0.75)O_2的形貌及电化学性能分析 |
| 3.6.1 形貌分析 |
| 3.6.2 充放电性能测试 |
| 3.6.3 电压稳定性 |
| 3.7 本章小绪 |
| 第四章 Li_(1.25)Mn_(0.75-x)Co_xO_2正极材料的制备及其电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.3 材料的结构和形貌分析 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 SEM分析 |
| 4.4 Li_(1.25)Co_(0.2)Mn_(0.55)O_2及Li_(1.25)Co_(0.25)Mn_(0.50)O_2的电化学性能分析 |
| 4.4.1 循环充放电性能 |
| 4.4.2 电压稳定性 |
| 4.4.3 倍率性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Li_(1.25)Mn_(0.75)O_2正极材料的改性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钒离子掺杂对材料性能的影响 |
| 5.2.0 实验方法 |
| 5.2.1 XRD分析 |
| 5.2.2 SEM分析 |
| 5.2.3 首次充放电性能 |
| 5.2.4 循环稳定性 |
| 5.2.5 电压稳定性 |
| 5.2.6 倍率性能 |
| 5.3 钼离子掺杂对材料性能的影响 |
| 5.3.1 实验方法 |
| 5.3.2 XRD分析 |
| 5.3.3 SEM分析 |
| 5.3.4 首次充放电性能 |
| 5.3.5 循环稳定性 |
| 5.3.6 电压稳定性 |
| 5.3.7 倍率性能 |
| 5.4 添加乙炔黑对材料性能的影响 |
| 5.4.1 实验方法 |
| 5.4.2 XRD分析 |
| 5.4.3 TEM分析 |
| 5.4.4 首次充放电性能 |
| 5.4.5 循环稳定性能 |
| 5.4.6 电压稳定性 |
| 5.4.7 倍率性能 |
| 5.4.8 高温充放电性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 研究生期间的主要成果 |
| 附录B 参与项目 |
| 附录C 获奖情况 |
（4）富锂锰基正极材料中氧流失的改善及其电荷补偿机制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 锂离子电池简介 |
| 2.1.1 锂离子电池的发展 |
| 2.1.2 锂离子电池工作原理 |
| 2.2 锂离子电池正极材料 |
| 2.2.1 层状正极材料 |
| 2.2.2 尖晶石相正极材料 |
| 2.2.3 橄榄石结构正极材料 |
| 2.3 层状富锂正极材料的简介 |
| 2.3.1 层状富锂正极材料的发展 |
| 2.3.2 层状富锂正极材料的充放电机理 |
| 2.3.3 层状富锂正极材料的商业化难题 |
| 2.3.4 氧离子的氧化还原机制 |
| 2.4 层状富锂正极材料商业化的应对策略 |
| 2.4.1 ICE低的应对策略 |
| 2.4.2 倍率性能差的应对策略 |
| 2.4.3 容量和电压衰减的应对策略 |
| 2.5 选题意义和主要研究内容 |
| 2.5.1 选题意义 |
| 2.5.2 主要研究内容 |
| 3 实验部分 |
| 3.1 化学试剂与实验设备 |
| 3.1.1 化学试剂 |
| 3.1.2 实验设备 |
| 3.1.3 电极的制备及电池组装 |
| 3.2 材料表征测试技术 |
| 3.2.1 物化性能表征 |
| 3.2.2 电化学性能测试 |
| 4 铈锡共掺杂富锂材料的合成与电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 铈锡共掺杂材料的结构分析 |
| 4.3.2 铈锡共掺杂材料的电化学性能研究 |
| 4.3.3 铈锡共掺杂改善结构稳定性作用机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 氧缺陷纳米金属氧化物诱导表面异质结构的改性探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的形貌与结构分析 |
| 5.3.2 材料的电化学性能研究 |
| 5.3.3 氧缺陷表面修饰层改善材料ICR作用机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 LiCeO_2纳米薄膜包覆富锂材料的合成及作用机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 材料的形貌与结构分析 |
| 6.3.2 材料的电化学性能研究 |
| 6.3.3 LiCeO_2包覆层的作用机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 阴离子氧化还原反应诱导高性能富锂正极材料的研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料的制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 材料的结构分析 |
| 7.3.2 材料的电化学性能研究 |
| 7.3.3 作用机理分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 本文主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）电解锰阳极泥制备活性二氧化锰及其表征与利用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 国内锰矿资源现状 |
| 1.1.1 锰矿资源的分布特点 |
| 1.1.2 锰矿资源的基本特征 |
| 1.1.3 锰矿及其锰资源的应用 |
| 1.2 电解锰阳极泥的产生与利用 |
| 1.2.1 电解锰阳极泥的产生及其组成 |
| 1.2.2 电解锰阳极泥的净化工艺及其利用 |
| 1.3 锂离子电池的简介 |
| 1.3.1 锂离子电池的发展 |
| 1.3.2 锂离子电池的组成 |
| 1.3.3 锂离子电池的工作原理 |
| 1.3.4 锂离子电池传统正极材料 |
| 1.4 富锂锰基正极材料的研究进展 |
| 1.4.1 富锂锰基正极材料的结构 |
| 1.4.2 富锂锰基正极材料的工作机理 |
| 1.4.3 富锂锰基正极材料的制备方法 |
| 1.4.4 富锂锰基正极材料的改性方法 |
| 1.5 研究背景、目的与意义 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 1.6.1 电解锰阳极泥制备活性二氧化锰 |
| 1.6.2 富锂锰基正极材料的制备 |
| 1.7 主要创新点 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验原料、试剂及仪器 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验试剂及材料 |
| 2.1.3 实验设备 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 电解锰阳极泥的预处理 |
| 2.2.2 电解锰阳极泥的净化除杂 |
| 2.2.3 电解锰阳极泥制备活性二氧化锰 |
| 2.2.4 富锂锰基正极材料的制备 |
| 2.2.5 正极级片的制备 |
| 2.2.6 纽扣电池的组装 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 火焰原子吸收法(FASS) |
| 2.3.2 X射线衍射法物相结构分析(XRD) |
| 2.3.3 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.3.4 电化学性能测试 |
| 第3章 电解锰阳极泥制备活性二氧化锰及其表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备方法 |
| 3.3 单因素试验 |
| 3.3.1 温度对歧化转化率的影响 |
| 3.3.2 时间对歧化转化率的影响 |
| 3.3.3 硫酸浓度对歧化转化率的影响 |
| 3.3.4 液固比对歧化转化率的影响 |
| 3.4 正交试验 |
| 3.5 表征与分析 |
| 3.5.1 歧化后阳极泥的SEM分析 |
| 3.5.2 歧化后阳极泥的XRD分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 活性二氧化锰制备富锂锰基正极材料的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 正极材料的制备 |
| 4.2.2 极片的制备及电池的组装 |
| 4.3 沉淀剂浓度对正极材料的影响 |
| 4.3.1 富锂锰基正极材料的形貌分析 |
| 4.3.2 富锂锰基正极材料的结构分析 |
| 4.3.3 富锂锰基正极材料的电化学性能分析 |
| 4.4 共沉淀温度对正极材料的影响 |
| 4.4.1 富锂锰基正极材料的形貌分析 |
| 4.4.2 富锂锰基正极材料的结构分析 |
| 4.4.3 富锂锰基正极材料的电化学性能分析 |
| 4.5 不同锰源制备的富锂锰基正极材料 |
| 4.5.1 各锰源的结构分析 |
| 4.5.2 富锂锰基正极材料的形貌分析 |
| 4.5.3 富锂锰基正极材料的结构分析 |
| 4.5.4 富锂锰基正极材料的电化学性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（6）富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13CO0.13O2的制备及改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池正极材料 |
| 1.2.2 锂离子电池负极材料 |
| 1.2.3 锂离子电池电解液 |
| 1.3 富锂锰基正极材料 |
| 1.3.1 富锂锰基材料的结构 |
| 1.3.2 富锂锰基材料的电化学特征 |
| 1.3.3 富锂锰基材料的研究现状 |
| 1.4 本论文选题意义和主要研究内容 |
| 第2章 实验方法和表征技术 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验设备及仪器 |
| 2.3 材料的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM) |
| 2.3.4 元素分布测试(EDS) |
| 2.3.5 X射线光电子能谱测试(XPS) |
| 2.3.6 电感耦合等离子体发射光谱测试(ICP-OES) |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 正极电极片的制备 |
| 2.4.2 扣式电池的组装 |
| 2.4.3 充放电性能测试 |
| 2.4.4 循环伏安(CV)测试 |
| 2.4.5 交流阻抗(EIS)测试 |
| 第3章 干燥温度对富锂锰基材料性能影响研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料的合成与测试 |
| 3.2.1 样品合成 |
| 3.2.2 材料表征 |
| 3.2.3 电极的制备与电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 晶体结构分析 |
| 3.3.2 形态特征分析 |
| 3.3.3 电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Al掺杂对Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)CO_(0.13)O_2 的改性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料的合成与测试 |
| 4.2.1 样品的合成 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.2.3 电极的制备与电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 晶体结构和成分分析 |
| 4.3.2 形态特征分析 |
| 4.3.3 电化学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 包覆TiO_2对Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)CO_(0.13)O_2 的改性研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料的合成与测试 |
| 5.2.1 样品的合成 |
| 5.2.2 样品表征 |
| 5.2.3 电极的制备与电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 晶体结构分析 |
| 5.3.2 形态特征分析 |
| 5.3.3 电化学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
（7）锂离子电池正极材料Li1.11(Ni0.19Co0.07Mn0.6)O2的表面改性及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历程 |
| 1.2.2 锂离子电池组成及工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池正极材料的特点 |
| 1.3 锂离子电池正极材料发展现状 |
| 1.3.1 过渡金属氧化物正极材料的研究现状 |
| 1.3.2 聚阴离子正极材料的研究现状 |
| 1.4 层状富锂锰氧化物正极材料的研究现状 |
| 1.4.1 层状富锂锰氧化物正极材料的结构 |
| 1.4.2 层状富锂锰氧化物正极材料的制备方法 |
| 1.4.3 层状富锂锰氧化物正极材料的电化学反应机理 |
| 1.4.4 层状富锂锰氧化物正极材料的改性研究 |
| 1.5 论文研究意义和内容 |
| 第2章 实验设备与表征方法 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验主要仪器与设备 |
| 2.2 材料的研究方法 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 等离子体发射光谱仪(ICP) |
| 2.2.5 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.3 材料的电化学性能测试 |
| 2.3.1 电极片的制备及电池组装 |
| 2.3.2 充放电性能测试 |
| 2.3.3 循环伏安法测试(CV) |
| 2.3.4 交流阻抗测试(EIS) |
| 第3章 Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的磷酸盐包覆改性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.3 Li3PO_4 包覆Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的研究 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 电化学性能分析 |
| 3.3.3 交流阻抗分析 |
| 3.4 LiCoPO_4 包覆Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的研究 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 电化学性能分析 |
| 3.4.3 交流阻抗分析 |
| 3.5 Li MnPO_4 包覆Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的研究 |
| 3.5.1 XRD分析 |
| 3.5.2 电化学性能分析 |
| 3.5.3 交流阻抗分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的活化改性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.1.1 水处理样品的制备 |
| 4.2.1.2 Al(NO_3)_3和NH_4H_2PO_4 的混合酸性溶液处理样品的制备 |
| 4.3 水处理Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的研究 |
| 4.3.1 电化学性能分析 |
| 4.3.2 交流阻抗分析 |
| 4.3.3 加热温度对Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的电化学性能影响 |
| 4.4 Al(NO_3)_3和NH_4H_2PO_4 处理Li_(1.11)(Ni_(0.19)Co_(0.07)Mn_(0.6))O_2 的研究 |
| 4.4.1 XRD分析 |
| 4.4.2 SEM分析 |
| 4.4.3 ICP分析 |
| 4.4.4 TEM分析 |
| 4.4.5 XPS分析 |
| 4.4.6 电化学性能分析 |
| 4.4.7 循环伏安分析 |
| 4.4.8 交流阻抗分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（8）高镍三元与富锂锰基锂离子电池正极材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池构造及原理 |
| 1.3 锂离子电池正极材料 |
| 1.4 镍钴锰酸锂正极材料 |
| 1.4.1 镍钴锰酸锂的结构与性能 |
| 1.4.2 镍钴锰酸锂制备方法 |
| 1.4.3 高镍系镍钴锰酸锂的问题与挑战 |
| 1.4.4 镍钴锰酸锂的改性研究进展 |
| 1.4.5 镍钴锰酸锂正极材料的产业化 |
| 1.5 富锂锰基正极材料 |
| 1.5.1 富锂锰基正极材料的结构、性能与制备方法 |
| 1.5.2 富锂锰基正极材料的问题与改性研究进展 |
| 1.6 本论文的研究背景和创新性 |
| 参考文献 |
| 第二章 镍钴锰酸锂NCM622的梯度设计及其制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品与设备 |
| 2.2.2 梯度NCM622材料的制备 |
| 2.2.3 样品的表征 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 2.3 实验结果与分析讨论 |
| 2.3.1 GC和CC NCM622材料的组成与结构分析 |
| 2.3.2 GC和CC NCM622材料的形貌与表征 |
| 2.3.3 GC和CC NCM622材料的物理性能测试 |
| 2.3.4 GC3.5 NCM622材料的梯度研究 |
| 2.3.5 GC和CC NCM622材料的比表面积测试 |
| 2.3.6 GC和CC NCM622材料的电化学性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 梯度镍钴锰酸锂NCM622的放大制备工艺探索 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与设备 |
| 3.2.2 材料的表征方法 |
| 3.2.3 电化学性能测试 |
| 3.3 镍钴锰酸锂NCM622制备工艺 |
| 3.3.1 GC3.5前驱体制备工艺装置 |
| 3.3.2 GC3.5前驱体制备工艺优化原则 |
| 3.3.3 GC3.5前驱体制备工艺优化 |
| 3.3.4 GC3.5前驱体及产品性能 |
| 3.3.5 GC3.5产品的结构与电化学性能 |
| 3.4 产业化放大制备工艺设备的选型与设计 |
| 3.4.1 20L三元共沉淀反应装置 |
| 3.4.2 斜式混料机 |
| 3.4.3 焙烧设备 |
| 3.4.4 放大工艺制备GC3.5梯度镍钴锰酸锂NCM622工艺设计 |
| 3.5 镍钴锰酸锂NCM622放大制备工艺优化 |
| 3.5.1 前驱体制备工艺 |
| 3.5.2 碳酸锂预研磨对产品性能的影响 |
| 3.5.3 焙烧条件的确定煅烧制度的设计 |
| 3.5.4 NCM622制备三元材料优化后工艺参数 |
| 3.6 放大工艺制备GC3.5型NCM622材料表征与性能测试 |
| 3.6.1 GC3.5前驱体及产品性能 |
| 3.6.2 结构与性能测试 |
| 3.6.3 软包电池制造工艺 |
| 3.6.4 自制NCM622材料委托资质机构测试结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 模板-分步共沉淀法和超声共沉淀法制备LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与分析测试 |
| 4.2.1 实验部分 |
| 4.2.2 材料的分析测试表征方法 |
| 4.3 模板-分步共沉淀法制备细管球形LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2锂离子电池正极材料 |
| 4.3.1 模板-分步共沉淀法制备工艺 |
| 4.3.2 细管球形LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2的结构表征与电化学性能 |
| 4.4 超声共沉淀法制备LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_2正极材料 |
| 4.4.1 超声共沉淀法制备工艺 |
| 4.4.2 材料的结构表征与电化学性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 富锂锰基0.5Li_2MnO_3·0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2正极材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与设备 |
| 5.2.2 0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2·0.5Li_2MnO_3材料的制备 |
| 5.2.3 样品的表征 |
| 5.2.4 样品的电化学性能测试 |
| 5.3 实验结果与分析讨论 |
| 5.3.1 不同搅拌速度下制备0.5Li_2MnO_3·0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2材料的物相与形貌表征 |
| 5.3.2 不同搅拌速度下制备0.5Li_2MnO_3·0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2材料的TEM表征 |
| 5.3.3 0.5Li_2MnO_3·0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2材料的XPS分析 |
| 5.3.4 0.5Li_2MnO_3·0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2材料的粒径分布与振实密度 |
| 5.3.5 0.5Li_2MnO_3-0.5LiCo_(0.5)Mn_(0.5)O_2材料的电化学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 攻读博士期间的学术活动及成果情况 |
（9）X射线吸收谱研究富锂正极材料的结构与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.2 锂离子电池正极材料研究现状 |
| 1.2.3 下一代高比能锂离子电池正极材料的发展方向 |
| 1.3 层状富锂锰基正极材料 |
| 1.3.1 层状富锂锰基材料的结构 |
| 1.3.2 层状富锂锰基材料的充放电机制 |
| 1.3.3 层状富锂锰基材料的缺陷 |
| 1.3.4 其它层状富锂材料 |
| 1.4 电压衰退的研究 |
| 1.4.1 导致电压衰退的机理研究进展 |
| 1.4.2 抑制电压衰退的方法研究进展 |
| 1.5 X射线吸收谱(XAS)在正极材料研究中的应用 |
| 1.5.1 X射线吸收谱简介 |
| 1.5.2 同步辐射吸收谱在正极材料中的应用简介 |
| 1.6 本课题的意义和研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 材料结构与性质表征 |
| 2.3.2 电化学性能表征 |
| 第3章 引入5d金属铼抑制富锂锰基正极材料电压衰退 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 铼/硼修饰的富锂锰基材料的制备方法 |
| 3.2.2 材料结构与性质表征 |
| 3.2.3 电化学性能表征 |
| 3.2.4 第一性原理计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 铼/硼修饰的富锂锰基材料的基本结构和性质表征 |
| 3.3.2 铼/硼修饰的富锂锰基材料的电化学性能表征 |
| 3.3.3 铼/硼修饰的富锂锰基材料的电子结构 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 富锂锰基状氧化物电压衰退的动力学成因 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 层状富锂锰基原始材料及其Mg/Ni后处理样品的制备方法 |
| 4.2.2 材料结构与性质表征 |
| 4.2.3 电化学性能表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 原始样品循环前后的结构和电化学特性变化表征 |
| 4.3.2 模拟电压衰退的电极材料的结构和基本电化学性能表征 |
| 4.3.3 表面成分对锰基富锂材料电极反应动力学的影响 |
| 4.3.4 电压衰退的富锂材料充放电机制 |
| 4.3.5 抑制富锂锰基材料电压衰退方法探索 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 富锂锰基材料的阴离子掺杂探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 制备方法 |
| 5.2.2 材料结构与性质表征 |
| 5.2.3 电化学性能表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 溶胶凝胶法 |
| 5.3.2 共沉淀法 |
| 5.3.3 燃烧法 |
| 5.3.4 氯盐固相法 |
| 5.3.5 熔盐法 |
| 5.3.6 制备方法归纳与思考 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 层状富锂Li_(1.23)Mo_(0.47)Fe_(0.3)O_2正极材料的制备和表征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 Li_(1.23)Mo_(0.47)Fe_(0.3)O_2制备方法 |
| 6.2.2 材料结构与性质表征 |
| 6.2.3 电化学性能表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 LMFO的基本结构表征 |
| 6.3.2 LMFO的电化学性能表征 |
| 6.3.3 LMFO的充放电机制研究 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 工作总结和展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）锂离子电池富锂锰基正极材料的制备及改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 锂离子电池的概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的基本介绍 |
| 1.2.2 锂离子电池正极材料 |
| 1.3 富锂锰基材料研究现状 |
| 1.3.1 富锂锰基正极材料的发展过程 |
| 1.3.2 富锂锰基正极材料的晶体结构 |
| 1.3.3 富锂锰基正极材料的电化学机理 |
| 1.3.4 阴离子氧化还原反应 |
| 1.3.5 不可逆容量损失研究 |
| 1.3.6 循环中结构转变和电压衰减问题研究 |
| 1.3.7 倍率性能研究 |
| 1.3.8 循环性能研究 |
| 1.3.9 富锂锰基材料待深入研究的问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验药品及仪器设备 |
| 2.1.1 主要化学试剂 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.2 材料的物理表征 |
| 2.2.1 形貌和微观结构表征 |
| 2.2.2 物相晶体结构表征 |
| 2.2.3 元素氧化态和含量表征 |
| 2.2.4 热稳定性表征 |
| 2.2.5 局部精细结构表征 |
| 2.3 材料的电化学性能测试 |
| 2.3.1 电池的组装 |
| 2.3.2 充放电测试 |
| 2.3.3 循环伏安测试 |
| 2.3.4 交流阻抗测试 |
| 2.3.5 锂离子扩散系数测试 |
| 第3章 富锂锰基材料的制备及工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 共沉淀法制备富锂锰基材料前驱体 |
| 3.2.1 共沉淀反应的原理及体系选择 |
| 3.2.2 制备条件对Mn_(4/6)Ni_(1/6)Co_(1/6)CO_3前驱体形貌的影响研究 |
| 3.3 烧结工艺对富锂锰基材料的结构和电化学性能影响研究 |
| 3.3.1 烧结程序的确定 |
| 3.3.2 烧结温度对结构和电化学性能的影响 |
| 3.3.3 烧结时间对结构和电化学性能的影响 |
| 3.4 配锂量对富锂锰基材料的结构和电化学性能影响研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 表面预激活处理改性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水处理预激活改性研究 |
| 4.2.1 水处理预激活的实验方法 |
| 4.2.2 水处理预激活材料的物理表征 |
| 4.2.3 水处理预激活材料的电化学性能研究 |
| 4.2.4 热处理对预激活样品的处理 |
| 4.3 微波辅助预激活改性研究 |
| 4.3.1 溶剂和实验条件的选择 |
| 4.3.2 微波处理预激活的实验方法 |
| 4.3.3 微波处理后样品的物理表征 |
| 4.3.4 微波处理后样品的电化学性能研究 |
| 4.3.5 NMP和乙醇做溶剂的预激活研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 焦磷酸镁表面包覆处理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 焦磷酸镁的包覆实验 |
| 5.2.1 包覆材料的选择 |
| 5.2.2 包覆实验过程 |
| 5.3 包覆改性富锂锰基材料的物理表征 |
| 5.4 包覆改性富锂锰基材料的电化学性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 磷掺杂改性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 磷元素掺杂实验 |
| 6.2.1 磷掺杂富锂锰基材料的制备 |
| 6.2.2 磷元素掺杂过程分析 |
| 6.3 磷元素掺杂改性材料的物理表征 |
| 6.4 磷元素掺杂改性材料的电化学性能研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、锂离子电池锂锰氧化物的性能改进（论文参考文献）
- [1]高性能层状富锂锰基正极材料的设计与电化学性能研究[D]. 段继东. 西南科技大学, 2021(08)
- [2]富锂锰基正极材料的掺杂/包覆联合改性实验及理论研究[D]. 郭新刚. 北京石油化工学院, 2020(06)
- [3]O2结构型Li-Mn-Co-M-O富锂锰基正极材料的制备及其电化学性能研究[D]. 杨雪娇. 昆明理工大学, 2020(05)
- [4]富锂锰基正极材料中氧流失的改善及其电荷补偿机制研究[D]. 刘艳莹. 北京科技大学, 2020
- [5]电解锰阳极泥制备活性二氧化锰及其表征与利用[D]. 周飞. 武汉工程大学, 2020(01)
- [6]富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13CO0.13O2的制备及改性研究[D]. 宋长坤. 兰州理工大学, 2020(12)
- [7]锂离子电池正极材料Li1.11(Ni0.19Co0.07Mn0.6)O2的表面改性及电化学性能研究[D]. 仇业超. 湖南大学, 2020(07)
- [8]高镍三元与富锂锰基锂离子电池正极材料的制备及其性能研究[D]. 李文明. 合肥工业大学, 2020
- [9]X射线吸收谱研究富锂正极材料的结构与性能[D]. 余蓁. 中国科学技术大学, 2019(01)
- [10]锂离子电池富锂锰基正极材料的制备及改性研究[D]. 王敏君. 哈尔滨工业大学, 2019(01)