文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 锂离子电池正极材料半导体特性物理化学性能合成方法

锂离子电池正极材料半导体特性物理化学性能合成方法

1.三元系 LiNi<,x>Co<,1-x>O<,2>层状化合物的合成及改性研究 深入探索以 PAM 为模板剂,采用微波-固相复合加热技术合成三元系LiNi<,x>Co<,1-x>O<,2>正极材料的规律,并对该材料的合成工艺条件进行了系统地研究该方法有效降低了镍钴复合材料的合成难度,在不影响材料循环性能的前提下,明显提高了材料的放电比容量,同时达到了降低成本的目的为了进一步提高材料的快速充放电能力,满足更广泛的应用需求,对 LiNi<,0.5>Co<,0.5>O<,2>材料进行了体相掺杂稀土元素Nd的改性研究,实验表明适量的掺杂可以有效抑制大电流充放电导致的材料性能衰减现象同时,采用两种包覆方法对材料进行表面修饰改性研究,实验表明,用沉淀法在材料表面包覆ZnO可以有效形成均匀的包覆层,避免了正极材料和有机电解液之间的恶性作用,能显著提高材料的循环稳定性及热稳定性,最后,对其改性机理进行了初步探讨 2.尖晶石LiMn<,2>O<,4>材料的合成及改性研究 研究了采用微波-PAM模板法合成尖晶石结构锰酸锂材料的合成条件及规律,发现该方法合成的材料相纯度高,且体相缺陷分布合理,粒度分布较为均匀,材料颗粒呈多孔状的类球形,材料表面的电化学活性点较多,有利于锂离子的脱出和嵌入电化学测试结果表明,与采用普通固相法制备的锰酸锂材料相比,模板-微波法制备的锰酸锂材料的循环性能得到明显提高,循环50次后,容量保持率提高到90%针对循环过程中LiMn<,2>O<,4>材料发生相变导致容量衰减的现象,对其进行了稀土掺杂改性考察了不同稀土元素不同掺杂量对材料结构和性能的影响规律,并提出了可能的改性机理另外,以醋酸锂和醋酸钴为主要原料,采用聚丙烯酰胺作为模板剂,在LiMn<,2>O<,4>材料表面包覆LiCoO<,2>和Co<,3>OJ<,4>,来减少正极材料与电解液的接触,降低Mn的溶解,并对包覆后材料的结构和电化学等性能进行了研究测试结果表明,达到了良好的改性效果将本方法深入研究将对指导锰酸锂材料的改性研究起到推动作用 3.新型安全性橄榄石LiFePO<,4>材料的合成及掺杂改性研究 探索了以 PAM 为模板剂采用模板-高温固相烧结法合成安全廉价复合型LiFePO<,4>C 材料的合成规律并将该材料与传统固相烧结法合成的纯 LiFePO<,4>材料及直接掺碳黑的非复合型LiFePO<,4>材料进行了对比同时,还对其它模板剂如蔗糖和酚醛树脂的使用效果进行了研究电化学性能和物化性能测试结果表明三种高分子材料不仅起到模板调控的作用,而且它们分解残留的复合碳弥散地分布在体相内部,有效提高了LiFePO<,4>材料的导电性能其中,以PAM改性磷酸亚铁锂的电化学性能最优,材料具备良好的

倍率放电性能和循环稳定性,并对PAM模板合成材料的最佳碳含量进行了优化采用XRD、XPS和Mossbauer谱研究了材料的充放电机理,充分解释了材料安全性好的根本原因另外,系统研究了不同元素掺杂的改性材料 LiFe<,0.99>M<,0.01>PO<,4>CM=Nd,Co,Cr,Mn的掺杂规律及性能,材料的电导率均有5-7个数量级的提高其中,LiFe<,0.99>Nd<,0.01>PO<,4>C 材料具有较大的晶胞参数,相对较畅通的锂离子扩散通道的Fe 位掺杂,放电容量有较大提高,达到了良好的改性效果 4.合成机理探讨 通过 TG、IR和XRD等测试技术,对材料合成过程进行详细分析与讨论,初步提出PAM模板剂和微波在合成过程中的作用机理PAM模板剂在锂电正极材料合成中的多重作用充分分散原材料、晶粒生长调控和提高体相导电性得到了证实,此前未见有相关报道提出PAM可以通过键合或静电作用,使原材料进行充分混合,降低反应活化能,同时,与微波加热技术相结合后,有利于晶核的形成加热后期裂解成的 C 可以有效地调控和控制材料的微观形貌及晶向结构,并改善材料的导电性能 5.中试生产技术研究及结果分析 通过采用模板-高温固相合成技术对磷酸亚铁锂的中试生产研究,确定了进行规模化生产所需要的一些关键设备及工艺技术所合成的材料粒度分布均匀且有较大的比表面积,并且完全满足各种电池性能指标要求,达到了实际应用标准,充分说明了该方法在锂离子电池正极材料合成上的可行性通过中试生产还确定了磷酸亚铁锂产品的技术参数及指标,为今后规模化生产提供了廉价、高效、可调控的锂离子电池正极材料通用合成技术,具有广泛的理论和实用价值


相关文档