動力鋰離子電池正極材料錳酸鋰的開發(fā)及應用研究.pdf

1、本論文的主要工作是通過高溫固相法合成改性的動力鋰離子電池正極材料尖晶石型錳酸鋰,并將所研制的材料進行中試研究.主要采用陰陽離子復合摻雜和碳包覆以及鉆酸鋰改性的方式來提高錳酸鋰的性能,并采用自制材料研制了性能良好的18650S型動力電池.研究工作主要從以下幾個方面展開: 系統(tǒng)地研究了幾種陽離子單元摻雜時,不同摻雜濃度對合成產物的物相結構和電化學性能的影響.采用離子半徑比Mn<'3+>大,但有著比Mn-0鍵強很多的M-O鍵的元素zr

2、和稀土元素La、Ce和Nd對尖晶石錳酸鋰進行單元摻雜改性,取得了很好的效果,稀土元素的摻雜可改善材料的高溫(55℃)循環(huán)性能.對尖晶石錳酸鋰進行了二元陽離子組合摻雜,進一步改善了材料的電化學性能.對尖晶石錳酸鋰進行了陰陽離子的多元復合摻雜改性,通過篩選摻雜元素的組合方案和控制摻雜的量,制備出了既具有高的初始容量又有良好的常溫和高溫循環(huán)性能的尖晶石型錳酸鋰正極材料LJCo<,0.02>La<,0.01>Mn<,1.97>O<,3.98>C

3、l<,0.02>.并初步研究了5V錳酸鋰材料的性能. 研究了錳酸鋰正極材料的中試制備工藝,并研究了粒徑對正極材料性能的影響,所制備的材料性能達到小試時的水平.首次利用葡萄糖和聚乙烯醇為碳源,合成了碳包覆的摻雜型錳酸鋰復合材料,提高了材料的放電平臺和放電容量；制各出性能優(yōu)良的鈷酸鋰,利用直接混合和高溫處理混合的方式進一步改善了錳酸鋰的性能,當錳酸鋰和鈷酸鋰以90:10的質量比混合時,可以發(fā)揮二者共同的優(yōu)勢,當二者以90:5的質量比