陶瓷工藝學(xué)結(jié)課論文高溫長壽命功率型尖晶石錳酸鋰的設(shè)計和研究進(jìn)展-閱讀頁
2025-06-12 21:47本頁面
【正文】 材料的不足，改進(jìn)現(xiàn)有的合成工藝，積極索求新的合成方法，對尖晶石型 LiMn2O4 進(jìn)行改性研究以提高鋰離子電池的初始比容量，改善其循環(huán)性能，提高其容量保持能力是今后鋰離子電池發(fā)展的新趨勢。將上述混合均勻的溶液轉(zhuǎn)移至 50mL 聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中 (填滿該容積的 2/3),設(shè)定加熱箱的溫度 ,將反應(yīng)爸放入加熱箱 ,在設(shè)定溫度下保溫 12h,待加熱箱的溫度自然冷卻到室溫。具體的制備流程如圖 3 所示 : 無機(jī)非金屬材料工藝學(xué) 6 多孔微球形錳酸鋰的制備 以上述合成的多孔微球形 MnC03 為前驅(qū)體模板 , 與低共熔鋰鹽 ((OH))按照 2: 的比例 ,研磨數(shù)次混合均勻 后 ,得到的均相混合物放在剛玉坩堝里。 多孔微球形錳酸鋰改性材料的制備 改性錳酸鋰與多孔微球形錳酸鋰的合成方法相同 ,模板法與低共溶鹽插入相結(jié)合。 無機(jī)非金屬材料工藝學(xué) 7 5 材料的電化學(xué)性能測試研究 扣式電池的制作 正極材料的制備首先將正極材料、導(dǎo)電劑 (乙炔黑 )等在 lO0℃的干燥箱中干燥數(shù)小時后 ,將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑乙炔黑、聚偏二氟乙烯 (PVDF)按照 8:1:1 的質(zhì)量比混合 ,放在小燒杯中 ,再加入一定量的 N甲基吡咯烷酮 (NMP),放在磁力攪拌機(jī)上攪拌 69h 后 ,待充分混合形成 均勻 糊狀物。 在充滿 Ar的手套箱中 ,以上述制備好的電極片為正極 ,以 Celgard 2325聚丙稀微孔膜為隔膜 ,金屬鋰為負(fù)極 ,溶于 3:7(體積比 )的 EC/EMC,1 mol/L 的 LiFP6為溶劑的電解液中 ,按照如圖 6 所示的順序組裝成 CR2025 式扣式電池 ,密封好后采用封口機(jī)進(jìn)行封口密封。除此之外 ,也可以通過充放電測試間接計算得出材料的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)、觀察材料的極化情況等。首先將電池在低倍率 的電流密度下循環(huán) 5 r進(jìn)行活化 ,同時初步確定電池的首圈充放電性能 ,再根據(jù)需要分別考察循環(huán)性能以及在大電流下的穩(wěn)定性。 高低溫性能測試 將裝好的電池擱置數(shù)小時后 ,放在測試儀上 ,在常溫 的倍率下 ,進(jìn)行充放電測試循環(huán) 2 圈 ,在 1 C 倍率下循環(huán) 3 圈后 ,將電池放在高溫測試箱中 ,溫度設(shè)定為 55℃， 在此條件下進(jìn)行高溫循環(huán)測試。 C的低溫箱中 ,測試材料在高低溫條件下的循環(huán)穩(wěn)定性及其容量保持率。此外電池的循環(huán)伏安測試 ,可以分析研究對象的氧化還原機(jī)理 ,峰電位 ,判斷反應(yīng)可逆性 ,計算鋰離子擴(kuò)散系數(shù)等。根據(jù)測定曲線的峰值形狀 ,判斷反應(yīng)發(fā)生的電位也就是氧化還原 峰以及研究反應(yīng)機(jī)理等。 無機(jī)非金屬材料工藝學(xué) 9 交流阻抗測試 (EIS) 交流阻抗法是電化學(xué)研究中重要的測試和分析手段 ,又稱為電化學(xué)阻抗法(EIS)。 本文米用米用 Zahner Zennium 型電化學(xué)工作站對多孔微球形 LiMn2O4及其改性材料進(jìn)行 EIS 測試 ,對比不 同材料的阻抗大小及電極表面反應(yīng)和動力學(xué)過程。 6 評價 LiMn2O4 憑借著原料來源廣、價格低廉、熱穩(wěn)定性好、安全性高、無污染、耐過充性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)成為鋰離子電池領(lǐng)域中潛力最大的正極材料。盡管目前合成的一些納米化 的材料控制了材料的形貌 ,減少了材料的粒徑 ,改善了材料的性能 ,但是納米材料自身的缺點(diǎn) :較低的振實(shí)密度、體積能量密度以及復(fù)雜的合成過程限制了其大規(guī)模應(yīng)用。 利用模板法結(jié)合低共溶鹽插入法合成亞微米級的錳酸鋰材料并對其進(jìn)行改性研究。此方法合成的錳酸鋰不僅具有規(guī)則的形貌 ,同時較好的倍 率性能。使最終得到的錳酸鋰 ,在既保證規(guī)則形貌 ,高振實(shí)密度的同時 ,又具有優(yōu)異高溫 ,高倍率循
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