基本信息
- 項(xiàng)目名稱:
- 鋰離子電池正極材料錳酸鋰的高溫性能改善
- 來(lái)源:
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類:
- 能源化工
- 簡(jiǎn)介:
- 鋰離子電池正極材料錳酸鋰的高溫性能改善
- 詳細(xì)介紹:
- 鋰離子電池正極材料錳酸鋰的高溫性能改善
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本課題旨在找出一種能合成尖晶石錳酸鋰高溫性能較好的工藝方案,通過(guò)合成核與殼功能互補(bǔ)的新型復(fù)合電極材料,來(lái)提高材料的綜合性能,能保證尖晶石錳酸鋰顆粒粒度較大,比表較小,顆粒均勻,比容量較高。并對(duì)其進(jìn)行XRD、SEM分析和電化學(xué)性能測(cè)試來(lái)考察鋰錳配比,摻加金屬元素和量以及包覆等對(duì)錳酸鋰的影響。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 核殼材料具有雙層或多層結(jié)構(gòu),其內(nèi)部和外部分別富集不同成分,使得核與殼的功能實(shí)現(xiàn)復(fù)合與互補(bǔ),從而可以調(diào)制出有別于核或殼本身性能的新型功能材料。用共沉淀法制備具有核殼結(jié)構(gòu)的尖晶石型錳酸鋰復(fù)合正極材料。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 鋰離子二次電池是多學(xué)科交叉共同研究的結(jié)晶。自1990年推出以碳為負(fù)極的鋰離子二次電池產(chǎn)品之后,迅速在化學(xué)電源界掀起了電池及其相關(guān)材料的研發(fā)熱潮,體現(xiàn)了鋰離子電池強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭和巨大潛力。鋰離子二次電池以其優(yōu)越的性能己廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)等便攜式電器中,不久將進(jìn)入商業(yè)化動(dòng)力電池領(lǐng)域。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 核殼結(jié)構(gòu)材料可以實(shí)現(xiàn)核與殼功能的復(fù)合與互補(bǔ),近年來(lái)核殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念也被引入到鋰離子電池材料中。本文采用共沉淀法合成核殼結(jié)構(gòu)的尖晶石型錳酸鋰正極復(fù)合材料。優(yōu)化合成的尖晶石錳酸鋰通過(guò)掃描電鏡(SEM)及X射線衍射(XRD)來(lái)表征其形貌和晶體結(jié)構(gòu)特征;測(cè)定了樣品的比表面積,振實(shí)密度及粒度分布;通過(guò)化學(xué)分析法測(cè)定了樣品中金屬元素的含量及錳的綜合價(jià)態(tài)等;組裝成CR2032扣式電池來(lái)測(cè)試其電化學(xué)性能。綜合所測(cè)數(shù)據(jù),初步得出結(jié)論:通過(guò)共沉淀法合成的材料改善了尖晶石錳酸鋰的高溫(50℃)循環(huán)性能。
獲獎(jiǎng)情況
- 尚未發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] .Lu Junbiao, Tang Zilong, Zhang Zhongtai, et al. Preparation of LiFePO4 with inverse opal structure and its satisfactory electro2 chemical p roperties [ J ]. Materials Research Bulletin, 2005, 40: 2039 - 2046.
同類課題研究水平概述
- 為了提高鋰離子電池的充放電比容量、循環(huán)壽命、大功率充放電、安全性等性能以及降低產(chǎn)品的成本,正、負(fù)極材料一直是該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。與負(fù)極材料及電池的其它組成材料相比,由于正極材料在電池中起著更加重要的作用,開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的新一代正極材料已成為業(yè)內(nèi)人士當(dāng)前一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。因此,正極材料已成為鋰離子電池研究的重中之重。 現(xiàn)己開(kāi)發(fā)的正極材料主要有Li-V-O、Li-Ti-O、Li—Co-O、Li-Ni-O、Li—Fe-P-O和Li-Mn-O等六大體系,但主要集中在層狀LiCo02、LiNi02、LiMn02和尖晶LiMn204系列:LiCo02因其電化學(xué)容量高、循環(huán)特性好、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)最早商業(yè)化,目前仍是鋰離子電池的主要正極材料;LiNi02雖理論能量密度高,但因循環(huán)性能差、安全性低及穩(wěn)定性差等因素仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段;尖晶石型LiMn204材科的理論比容量148 rnAh/g,實(shí)際110~130mAh/g,循環(huán)壽命好。特別是由于的LiMn204穩(wěn)定性好、價(jià)格低、環(huán)保無(wú)毒以及大電流充放電性能好,已成為研究最多、開(kāi)發(fā)力度最大、最具應(yīng)用前景的正極材料之一。