（可编）锂离子电池论文汇总.docx

兰州交通大学毕业设计(论文)摘 要随着电力行业的高速发展，锂离子电池的研充己成为当代的热点研究课题研充锂 离子电池，最主要的是对正极材料的研究，因为锂离子电池由于受到技术制约而使其性 能得不到充分发挥锂离子电池在实际应用中有着循环使用寿命较长、首次充放电比容 量高、对环境无污染等优点，己经成为21世纪绿色电源的首选目前常用的正极材料 主要是LiCoO,.由于LiCoO：合成简单，充放电电压平穏，己经广泛用于各个领域，但 是LiCoO2中钻材料价格较贵，毒性较大对环境污染严重，实际容量只有理论容量的二 分之一，导致它的使用受到严重限制这就迫使研究者寻找新型的正极材料来代替 LiCo02o LiNu/aCoi3Mni,3O2正极材料价格低，热稳定性高，循环程定性能良好，是目 前高容量电极材料发展的主要方向本文将采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料L1N1L，3COL3MIW3O2, 然后利用XRD. SEM、充放电及循环性能测试对其进行结构、形貌研究并测试其电化 学性能共沉淀法制备材料能有效节省材料的制备时间，选择合适的沉淀体系，加入一定量 表面活性剂，严格控制反应体系PH在11,配锂量要大于一般的固相反应。

当配锂量在 1.1时，前驱体经过500 C预处理，然后在850 C下焙烧20 h可得到粒径均匀，分散性 好的细小颗粒；溶胶■凝胶法制备材料时，通过控制合适的纟各合剂、易分解的金属离子 盐以及反应过程中的温度、时间、PH等条件，找到溶胶-凝胶法制备材料的最佳工艺条 件实验表明，采用适当的反应过程和适宜的PH(6-6.3)值可以得到颗粒细小、均匀且分 散性良好的粉状材料，使用这种粉体材料经过500 C预处理，然后在850 C下焙烧20h 可以得到粒径在100〜300nm,均匀分布的粉末颗粒首次充放电实验表明，这种材料 具有良好的循环稳定性能和较髙的容量关键字：锂离于电池；正极材料；共沉淀；溶胶-凝胶法；LiNil/3Coi/3Mm/3O2兰州交通大学毕业设计（论文）AbstractWith the high-speed development of the power industry, die leseaich of litluum ion batteiy has become a hot research topic in tlie contempoiaiy. Research on litluum ion batteries, the most important is the snidy of the anode materials, because of the litluum ion batteries due to teclinical constiaiiits and make not give fiill play to its perfbiinance. In actual application of lithium ion batteiy has a fiist cliaige and discharge cycle a long service life, the advantages of lugh specific capacity, on the enviroimient polhition-fiee. has become a 21st cennuy gieen power of choice. The positive materials of the commonly used at present is mauily LiCoO：, as a result of LiCoO? synthesis is simple, stable cliaige aud dischaige voltage, has been widely used in every field, but m the L1COO2 cobalt matenal price is moie expensive, bigger toxicity to enviromnenr pollution is serious, the acnial capacity is only half of the theoiy of capacity, led to its use is linuted by serious. This forces the researchers looking for new to replace the LiCoOi cathode mateiial. LiNii^Coi3MU1.3O2 cathode material piice is low, lugli thennal stability, stable cycle peifbimance is good, is cuireiitly the mam development duection of high capacity electrode materials.Tlus thesis will use the copiecipitatioa metliod aiid sol-gel method of litluum ion batteiy cathode material LiNiisCoi sMnb3O2, then using XRD. SEM・ chaige-discharge and cycle peifbimance test research on the stnicture, niorpliology and test theu electrocliemical performance.Copiecipitation piepaiation mateiial can effectively save the piepaiation time, select the appropriate system of precipitation, suiface active agent was added into, strict contiol of reaction system PH m 11, with lithium content than oidniaiy solid pliase reaction. Piecuisoi when the amount of lithium 111 1.1 after 500 C prepiocessmg, and dien roastmg 20 h under 850 C can get umfbim pamcle size, good dispersion tiny particles; Sol-gel method materials, by controlling the appropriate complexing agent and metal ion salt and easy decomposition xeaction conditions, such as temperature, tune and PH on the find matenal optimum process conditions of sol-gel method. Experiments show that the pioper reaction process and the suitable PH value (6-6.3) can be paiticles small, uniform and good dispeisancy powder matenals, the use of tins powder materials after 500 C preprocessing, and then loastmg 20 h under 850 C can get grain size in 100 ~ 300 nm, uniform distribution of powder pamcles. The first charge and discharge experiments show that the material has good cycle srability peifbimance and higliei capacity.Key Words: Lithium-ion battery. Cathode material. Coprecipitation, Sol-Gel method, LiNii/jCoi/jMm/jOi11兰州交通大学毕业设计(论文)目 录摘 要 IAbstract II1绪论 -1-1.1研究背景 -1-1.2锂离子电池概述 -1-1.2.1锂离子电池的发展历程 -1-1.2.2锂离子的应用及前景 -2-1.2.3锂离子电池的结构和工作原理 -2-1.2.4锂离子电池的特点 -4-1.3锂离子电池正极材料 -4-1.3.1氧化锲锂(LiNiO?)正极材料 -5-1.3.2氧化钻锂(LiCoOz)正极材料 -5-1.3.3氧化镒锂(LiMnCh)正极材料 -6-1.3.4橄榄石结构(L1MPO4)正极材料 -6-1.3.5尖晶石猛酸锂(L1M112O4)正极材料 -7-2实验条件与测试方法 ・8.2.1化学试剂及主要设备 -8-2.1.1化学试剂 -8-2.1.2主要设备 -9-2.2电极的制备和电池的组装 -9-2.2.1电极的制备 -9-2.2.2电池的组装 -10-2.3主要测试方法 错误!未定义书签。

2.3.1 X 射线衍射(XRD)法 -11-2.3.2扫描电子显微镜(SEM)法 -11-2.3.3充放电及循环性能测试 -11-3 LiNii/3Coi 3Mni.3O2的合成及性能研究 -12-3.1 LiNii/3Coi/3MiiP3O2 的结构 -12-3.2 LiNiL3Coi 3Mni3O2 的合成方法 -13 -3.2.1 共沉淀法制备 LiNiLjCoisMni jO：材料 -13 -3.2.2溶胶-凝胶法合成LgCo仍MW3O2材料 -14 -in兰州交通大学毕业设计（论文）3.3实验结果与讨论 -15-3.3.1样品的结构分析 -15-3.3.2样品的形貌分析 -16-3.3.3材料的电化学性能分析 -17-结 论 -19 -致 谢 -20-参考文献 -21-#兰州交通大学毕业设计（论文）1绪论1.1硏究背景近年来，随着电力行业的高速发展以及我国乃至全球对节能环保的高度重视，新能 源的发展己成为当代的热题，但是煤、石油、天然气等不可再生能源即将耗之殆尽为 了后续的可持续发展，寻找新能源和发展新型的能源工具己迫在眉睫，所以新能源材料 的研究势必成为目前的首选课题目前，人们发现的新能源有太阳能、风能、地热能、 氢能等。

但是这些能源存在许多问题，比如：政府扶持政策不到位；产业规模小，发展 速度慢：成本高，效率低以及地域等不确定因素的影响，具有很大的不稳定性为了解 决这些问题，并满足能源的便携式要求，人们将目光投向锂离子电池因为锂离子电池 有着许多优点卩】：工作电压高、有较高的能量密度、循环使用寿命较长、自放电率低、 无记忆效应、不含重金属和有毒物质，对环境无污染等从被发现以来，已广泛应用 于照明行业、医疗器械等各个领域但是锂离子电池仍存在一些缺点：快充放电性能差, 大电流放电特性不理想、价格偏高、过充放电保护问题这也是锂离子二次电池遇到的 一个难题，但是随着科学技术以及材料学的快速发展，对锂离子正负极材料己经。