【正文】 227 7 趙春松 . 鋰離子電池富鋰正極材料 xLi2MnO3王老師平易近人使得我們的交流氛圍十分活躍，更加激發(fā)了我的思維，使我在試驗中有更多的靈感。 感謝致曉科學長對實驗提供材料，在致曉科學長的幫助下確定實驗方案，并對實驗中出現(xiàn)的問題給予幫助，解疑答惑。 (1x)LiMO2 electrodes (M=Mn、 Co、 Ni)in lithium batteries at 50176。 （ 3）研究了不同熱處理溫度對材料電化學性能的影響。C 時，材料的循環(huán)性能較好。C 試樣的中 界面膜阻抗半圓 比沒有包覆的相應半圓要小 ，熱處理溫度為 350176。C 時，雖然首次放電比容量不是很高，但在循環(huán)過程中容量衰減是最慢的。這可能是因為在 400176。而在 和 倍率放電時，在 350176。從表中可以看出，未包覆和包覆樣品在 時的首次放電比容量分別為 、 、 ，可見隨熱處理溫度的升高，包覆后材料的首次放電比容量先升高后降低。 不同熱處理溫度的影響 在前面的實驗確定了在 AlF3 的包覆量為 2wt.%且包覆溶液 pH 為 9 時材料的首次充放電性能和倍率循環(huán)性能均有大幅提高，因此選定在 AlF3 包覆量為 2wt.%，包覆溶液 pH 為 9，研究包覆完成后，熱處理溫度對材料電化學性能的影響。在不同 pH值溶液中包覆的材料的首次放電比容量分別為 、 、 和 ，分別比包覆前的 、 、 和 。在包覆量為 2wt%時，界面阻抗半圓最小，材料的電化學性能最好。 1 2 3 4 5 6150160170180190200210220230240250260Specific capacity (mAh/g)C y cl e num be r pris t ine 1w t . % 2w t . % 3w t . % 4w t . % C C C 圖 34 未包覆和不同 AlF3 包覆量樣品 的倍率性能 曲線 表 32 未包覆和不同 AlF3 包覆量樣品在不同倍率下 的 放電比容量 河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 13 （ 3）循環(huán)性能 將包覆后的材料做成電池后，在 條件下進行充放電測試，比較未包覆材料與包覆材料的循環(huán)性能。 0 50 100 150 200 250 300 3502 .02 .53 .03 .54 .04 .55 .0 Voltage (V vs.Li/Li+)S pe ci f i c capa ci t y ( m A h/g ) pris t ine 1w t . % 2w t . % 3w t . % 4w t . % C 圖 33 未包覆和不同 AlF3 包覆量樣品在 下 的 首次充放電曲線 表 31 未包覆和不同 AlF3 包覆量樣品在 下 的 首次充放電比容量 及效率 （2）倍率放電性能 圖 34 為未包覆材料和不同包覆量材料在 電壓范圍內， 、 、和 不同倍率下的充放電曲線。由圖可見，未包覆材料顆粒呈球形，表面光滑，而包覆后材料顆粒表面變得粗糙、凹凸不平，且有顆粒狀材料分布，分布的顆粒狀材料即 AlF3。C 的恒溫水浴鍋中，保溫 10min，并且保持轉速 300r/min，而后將富鋰錳基正極材料 加入到 NH4F溶液中，繼續(xù)攪拌，待混合均勻后將 Al(NO3)3 溶液逐滴加入到混合溶液；保持滴加時間為 30min，待滴加完成 調節(jié)溶液 pH為 9， 繼續(xù) 陳 化 4h，而后過濾、洗滌 3 次后，轉入烘箱， 90176。 充放電測試 采用 Land CT20xxA 恒流充放電測試系統(tǒng)在室溫 25176。測試條件： CuKα靶，石墨過濾器，波長 ，掃描步長176。C 保溫 12h，隨爐冷卻后過篩即可得富鋰錳基正極材料。因此本次主要研究 AlF3 包覆對富鋰錳基正極材料的影響。 Mg2+和 Li+的粒徑相似，微量摻雜 Mg2+可有效地減少材料充放電過程的陽離子混排度。 Tang 等 [9]采用碳酸鈉作沉淀劑，與化學計量比的硫酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷溶液共沉淀，由碳 酸鹽前驅體預氧化，與碳酸鋰共混進行燒結可得 ， 該材料由一次納米單晶聚合成二次球狀粒子。因此尋找一種價格低廉、放電比容量高且性能更加穩(wěn)定的新型正極材料至為關鍵。隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，化石能源的枯竭以及人口的繼續(xù)增加，環(huán)境的污染和生態(tài)平衡的破壞越來越嚴重，能源短缺的問題越來越嚴重。當包覆量為 2wt.%， 包覆溶液 pH=9， 熱處理溫度為 450176。用液相法對其進行 AlF3 包覆，采用XRD 和 SEM 對 材料的結構和形貌進行表征，采用恒流充放電測試對材料的電化學性能進行表征。 實驗儀器與藥品 ......................................................................................................... 5 樣品制備 ..................................................................................................................... 6 電極材料 物理性能表征 ............................................................................................. 6 電極材料電化學性能測定 ......................................................................................... 7 3 結果與討論 .........................................................................................錯誤 !未定義書簽。風能，太陽能等可再生能源由于存在間接性和不穩(wěn)定性的特 點要求我們使用高效的儲能系統(tǒng)。 河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 2 富鋰錳基正極材料的基本性質與制備方法 富鋰錳基正極材料的基本性質 （ 1） 富鋰錳基正極材料 的結構 鋰離子電池富鋰錳基正極材料 是由層狀材料 Li2MnO3 與 LiMO2（ M=Mn、 Ni、 Co）按照一定比例形成的固溶體。 （ 3） 溶膠 凝膠法 溶膠 凝膠法是指采用將溶液膠凝化得到所需形狀的顆粒然后燒結分解得到目標產物的方法。 Zhao 等 [12]采 用 共 沉 淀 法 制 得 材 料河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 4 AlPO4， 該電極材料的可逆容量，首次充放電效率 %。 河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 5 2 實驗 實驗儀器與藥品 實驗藥品 實驗過程中用到的主要實驗藥品如下表 21 所示。9H2O:NH4F 摩爾比 =3:1 計算出 NH4F 的質量。 本實驗采用 PHILPS XL30 型掃描電子顯微鏡對材料進行形貌分析，測試條件為：加速電壓 25KV，電子束能量， 30μA。 河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 8 3 結果與討論 不同 AlF3包覆量的影響 對沒有包覆樣品，首次充放電容量有較大的損失。 圖 31為包覆量分別為 0%和 2%時材料的 XRD 圖譜。 不同 AlF3 包覆量對材料電化學性能的影響 （ 1）首次充放電性能 用液相法對富鋰錳基正極材料 包覆 AlF3，按包覆量 1wt.%、2wt.%、 3wt.%和 4wt.%對正極材料進行包覆，將包覆好的材料制作成扣式電池后在 電壓范圍內進行充放電循環(huán)測試，圖 33 為包覆材料與未包覆材料在 倍率下的首次充放電曲線。當 AlF3 包覆量為 2wt.%時，材料的 、 和 倍率下的放電比容量分別為 、 、 ， 分別較包覆前的、 、 、 、 。而包覆前材料的放電容量有一個活化過程，在第 5次左右放電容量達到最大，而在包覆 1wt%后在第 3次放電容量達到最大，包覆 2wt%和 3wt%在第 2 次放電循環(huán)時放電容量達到最大，在包覆 4wt%后首次放電容量就達到最大，可見包覆 AlF3 提高了材料的活化性能，包覆量為 2wt%時材料的 50 次后循環(huán)后的容量最高。 河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 15 不同 包覆溶液 pH 值 的 影響 在前面的實驗確定了在 AlF3 的包覆量為 2wt.%時材料的首次充放電性能和倍率循環(huán)性能均有大幅提高，因此選定 AlF3 包覆量為 2wt.%，研究包覆溶液 pH 值 對 AlF3的包覆是否有影響。說明包覆溶液的 pH 值對 AlF3 包覆材料的倍率性能有影響，在 pH=9 時， AlF3 包覆材料的倍率性能最好。C、 450176。C 時，材料的首次放電曲線電壓下降較慢，首次放電比容量最高。C后熱理溫度時，放電比容量比較接近且很平行。C 。 0 5001020304050Z39。而熱處理溫度為 400176。采用 XRD 和 SEM對 材料的結構和 形貌進行表征，采用恒流充放電測試對材料的電化學性能進行表征。C 時，材料的首次充放電性能和倍率放電性能最好，首次充放電效率由 %提高到 %；而 、 和 下的首次倍率放電比容量分別由 、 提高到 、 。 C[J].RSC Advances,20xx,2:34233429 15 林和成，楊勇 . AlF3 包覆 鋰離子電池正極材料的結構表征和電化學性能研究 [J]. 化學學報 , 20xx, 2: 104108 河北工業(yè)大學 20xx 屆 本科畢業(yè)論文 25 致 謝 本論文是在王麗老師的悉心指導下完成的。