【正文】 在這里誠摯的感謝王老師。 (1x)LiMO2(M=Mn、 Co、 Ni)[D]. 北京 : 北京工業(yè)大學(xué)碩士論文 , 20xx 8 Johnson C S， Li N， Thackeray M M， et al. Anomalous capital and cycling stability of xLi2MnO3發(fā)現(xiàn)當(dāng)包覆溶液 pH為 9時， Al3+活性最好，越易生產(chǎn) AlF3，使包覆更加良好。在熱處理溫度為 450176。C 和 450176。在包覆溫度為 450176。C 時，在不同倍率下的放電比容量都是最高的。在 倍率放電時，都較未包覆前放電比容量有較大提升，而且在不同熱處理溫度，放電比容量相差不大。 （ 1)首次充放電性能 由圖 310 可以看出，隨著后處理溫度的升高，材料的首次充放電比容量都較未包覆前有很大提高，而隨著熱處理溫度的升高，首次放電比容量先升高后降低。 表 36 未包覆和 在不同溶液 pH 值中包覆 材料在 首次 放電比容量及 50 次循環(huán)后的容量保持率 包覆溶液 pH 首次放電比容量（ mAh/g） 50 次循環(huán)后容量（ mAh/g） 容量保持率（ %） 未包覆 176 綜上，在包覆量為 2wt.%前提下，包覆溶液 pH 為 時，材料的首次充放電效率最高，倍率放電性能最好；在 pH 為 時，材料的循環(huán)性能較好。 0 50 100 150 200 250 300 3502 .02 .53 .03 .54 .04 .55 .0Voltage (V vs.Li/Li+) S pe ci f i c C ap aci t y ( m A h/g )pristine pH= pH= pH= pH=10 C 圖 37 未包覆和 不同溶液 pH 值 中包覆材料 倍率下 的 首次放電曲線 從圖 37 可以看出，包覆 2wt.%AlF3 的材料在不同溶液 pH 中的首次放電比容量都較未包覆前有較大的提升，表明包覆處理能夠提高材料的首次充放電效率。/ o h m p ri st i n e 1 w t . % 2 w t . % 3 w t . % 4 w t . % 圖 36 未包覆與不同 AlF3包覆量樣品的交流阻抗譜 圖 36 顯示包覆 量為 2wt%和 3wt%試樣的中 界面膜阻抗半圓 比 未 包覆的相應(yīng)半圓要小 ，而包覆量為 1wt%和 4wt%試樣 中比 未 包覆的相應(yīng)半圓要 大。因此包覆量為2wt.%時材料的倍率性能最好。因此當(dāng) AlF3 的包覆量為 2wt.%時，材料的首次放電容量最高，電化學(xué)性能最好。0w t . % A l F32w t . % A l F3 圖 31 未包覆和包覆 2wt.%AlF3 樣品的 XRD 圖譜 不同 AlF3 包覆量對材料形貌的影響 0wt.% 0wt.% %%% 1wt.% 2wt.% 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 10 圖 32 未包覆和 不同 AlF3 包覆量樣品的 SEM 圖 圖 32 為未包覆和不同 AlF3 包覆量樣品的 SEM 圖 。 不同 AlF3 包覆量對材料晶體結(jié)構(gòu)的影響 以 NH4F 溶液為底液，將 NH4F 溶液轉(zhuǎn)移到 80176。 電池裝配 先將正極極片放入真空手套箱中 4h后，在氬氣保護(hù) 下組裝電池，負(fù)極為鋰片，隔膜為 Celgard2400，電解液為 1mol/L LiPF6 碳酸乙烯酯（ EC） +二甲基碳酸酯（ DMC）（體積比 1:1:1），在操作過程中保持真空手套箱中相對濕度小于 3%。 電極材料物理性能表征 結(jié)構(gòu)的測定 本實驗采用荷蘭 PHILIPS 公司的 D/max2500 型轉(zhuǎn)靶 X 射線多晶體衍射儀對合成材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。C 預(yù)燒 4h，冷卻后再次混料，迅速升到 750176。新形成的金屬氟化物能夠阻隔由電解質(zhì) LiFP6 分解生成的 HF，從而保護(hù)活性物質(zhì)，而且由于 AlF3 的緣故，活性材料表層會轉(zhuǎn)變成尖晶石型結(jié)構(gòu)，對活性材料的電化學(xué)性能和熱穩(wěn)定性有很大的提高。 據(jù)報道 Al、 Ti、 Cr、 Mo、 Fe 等元素均可摻雜在正極材料的晶型結(jié)構(gòu)中，周羅增等 [11]在 材料的基礎(chǔ)上，摻雜 Mg、 Mo 等微量元素， 可有效地改善其倍率性能和循環(huán)性能。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 3 （ 1）共沉淀法 共沉淀法制的產(chǎn)品具有顆粒粒徑小且分布均勻、形貌呈球形、電化學(xué)性能好的優(yōu)點；但制備過程需要控制條件較多，一般有溫度、 pH、濃度、攪拌速度等，而這些因素對實驗結(jié)果都有很大影響，需要嚴(yán)格控制條件。其中 LiCoO2 由于成本高， Co3+有毒，并且 LiCoO2 材料在過充時會存在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而導(dǎo)致電池的性能下降，不適合大規(guī)模的應(yīng)用 [1]；而 LiNiO2 材料雖然價格便宜、比容量大但由于合成條件苛刻，而且部分鋰被鎳所取代 導(dǎo)致有序度低、可逆性差 [2]； LiMnO2 中的錳雖然儲量豐富，成本低，但在高溫下穩(wěn)定性差； 尖晶石型結(jié)構(gòu)的 LiMn2O4 雖然安全性好、無污染，但容量低、循環(huán)性能差 [3]；而現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的 橄欖石型的 LiFePO4 正極材料，雖然安全性能和循環(huán)性能優(yōu)異，但由于存在離子電導(dǎo)率低，倍率性能差等缺點，并且實際使用中放電比容量只有 160mAh/g。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 1 1 緒論 研究背景 能源與環(huán)境是當(dāng)今世界人類生存和發(fā)展所必須面臨的兩個首要問題。首次充放電效率由 %提高到 %， 、 和 下放電比容量分別由、 、 。分別以 AlF3 包覆量、包覆溶液 pH 值 和熱處理溫度為考察因素進(jìn)行單因素實驗以確定 最優(yōu)的包覆工藝 。 不同 AlF3 包覆量的影響 ........................................................................................... 8 不同 包 覆溶液 pH 值 的 影響 .................................................................................... 15 不同熱處理溫度的影響 ........................................................................................... 18 結(jié)論 ...........................................................................................................錯誤 !未定義書簽。 新 能源汽車 產(chǎn)業(yè) 的 蓬勃 發(fā)展 也 對儲能系統(tǒng)也提出了 更 高的要求。 （ 2） 富鋰錳基正極材料 首次充放電機(jī)理 0 50 100 150 200 250 300 3502 .02 .53 .03 .54 .04 .55 .0 Voltage / VC ap aci t y / ( m A h/g )AB1st2 nd1st2nd 圖 富鋰錳基正極材料 前兩次充放電曲線 富鋰錳基正極材料在充放電過程中，當(dāng)終止電壓在 以下時，表現(xiàn)為 LiMO2的充電特性， Li+的脫嵌伴隨 Ni2+/4+、 Co3+/4+的氧化還原反應(yīng) [5]；當(dāng)終止電壓在 以上時， Li2MnO3 中的 Li+脫嵌出來，同時伴隨著氧的釋放 [6]，在 會出現(xiàn)一個脫鋰脫氧的較長的平臺 [7,8]，如圖 11 的 B 段。 Jim 等 [10]以化學(xué)計量比為 ::: 的乙酸鋰、乙酸鈷、乙酸鎳、乙酸錳的原材料，改進(jìn)工藝，以草酸替代檸檬酸螯合劑，制備了正極材料 ，該電極在 電壓范圍室溫 下，首次放電比容量為 ， 50 次循環(huán)后容量為 ，容量保持率 %。 選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容 對于高電壓（ )的富鋰材料，在其表面包覆沒有電化學(xué)活性的材料（ Al2OZnO 和 AlPO4）進(jìn)行改性是常用的方法。 表 21 實驗藥品 藥品名稱 級別 生產(chǎn)廠家 高純碳酸鋰（ Li2CO3） 分析純 上?；瘜W(xué)試劑采購供應(yīng)五聯(lián)化工廠 聚四氟乙烯（ PTFE） 工業(yè)級 成都晨光化工二廠 乙炔黑（ AB） 工業(yè)級 河南焦作鑫連化工公司 鋰片 分析純 北京有色金屬研究總院 電解液 分析純 金牛能源材料有限公司 Celgard2400 隔膜 分析純 上?；瘜W(xué)試劑采購供應(yīng)五聯(lián)化工廠 無水乙醇 分析純 天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司 實驗儀器 實驗操作中所用的主要實驗儀器如下表 22 所示。將稱得的 NH4F 溶于去離子水中，再將一定量的 正極材料加入到 NH4F 溶液中，攪拌均勻。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 7 電極材料電化學(xué)性能測定 電極的制備 將富鋰錳基正極材料 ，導(dǎo)電劑（乙炔黑），粘結(jié)劑（ PTFE）按質(zhì)量比 16:3:1 稱取。在顆粒表面包覆 AlF3 可以形成一層保護(hù)層，能夠減少電極與電解液之間的直接接觸，能夠抑制過渡元素的溶解和電解液的分解，進(jìn)而提高材料的電化學(xué)性能。從圖中可以看出包覆前后樣品的 XRD圖譜非常相似，其衍射峰均與標(biāo)準(zhǔn)的層狀 αNaFeO2 晶型的的衍射峰相對應(yīng)，說明包覆前后均為層狀結(jié)構(gòu)，屬 R3m 空間群。從圖中可以看出，隨著 AlF3 包覆量的增加，首次放電比容量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。而隨著包覆量的增加，材料的倍率性能有所降低。 （ 4） 電化學(xué)阻抗的測定 0 2000100200Z39。 不同包覆溶液 pH 值對材料首次充放電性能的影響 在包覆量為 2wt.%的基礎(chǔ)上，進(jìn)行稱料，溶液滴加完成后，用氟化銨和氨水調(diào)節(jié)溶液 pH 分別為 、 、 和 ，繼續(xù)攪拌 4h，抽濾、洗滌、干燥， 400176。