【毕业论文】Li4Ti5O12包覆尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料电化学性能的研究.docVIP

安徽工业大学 毕业设计(论文)任务书 课题名称 Li4Ti5O12包覆尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料电化学性能的研究 学 院 化学与化工学院 专业班级 应用化学072 姓 名 陈云 学 号 079034211 毕业设计(论文)的主要内容及要求: 近年来随着耐高电压电解液的研制成功，采用过渡金属离子对锰离子进行参杂，生成尖晶石相LiNi0.5Mn1.5O4可以提高电池的充放电压，可以达到5V左右，充分抑制了Jahn-Teller效应的发生，有效的提高了电极的循环寿命，从而引起了人们的广泛关注。在大量的研究过程中发现，只有材料LiNi0.5Mn1.5O4表现出一个可以接受的稳定性能，DSC研究表明它仍然就有比层状镍钴酸锂更高的安全性，仍然可以作为动力电池正极材料。化学计量比LiNi0.5Mn1.5O4却很难合成。本文采用传统方法制备了LiNi0.5Mn1.5O4材料，并采用溶胶凝胶合成Li4Ti5O12包覆尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4，利用循环伏安和充放电技术研究其电化学性能。从理论上对锂离子电池正极材料结构和性能进行优化，为将其作为动力电池正极材料商品化奠定一定的实验基础。 主要工作内容： a. 查找本课题有关文献，提出实验方案。 b. LiNi0.5Mn1.5O4及其包覆材料的物理性能测试过程。 c. 锂离子电池装配过程。 d. LiNi0.5Mn1.5O4锂离子电池充放电测试过程。 e. LiNi0.5Mn1.5O4电池循环伏安测试过程。 d. 最后初步探讨锰酸锂电池锂离子嵌力动力学。 Li4Ti5O12包覆尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料电化学性能的研究 尖晶石LiMn0.5Mn1.5O4是以其高电压?低成本?易回收?对环境友好等优点而被人们公认为最具应用前景的锂离子电池正极材料之一?本文采用溶胶-凝胶合成方法合成了Li4Ti5O12 (LTO)包覆尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4 (LMNO)，并采用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗等测试手段研究了尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4及其包覆材料的的结构和。热重分析表明在400℃之后，LiNi0.5Mn1.5O4晶体基本形成；XRD表明 wt.%Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4各衍射峰峰形尖锐且位置不变，无杂质峰，样品结构晶型完整，而 wt.%和10 wt.%包覆杂质峰；SEM分析结果表明，Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4样品颗粒细小均匀，有明显的团聚现象。充放电测试0.3C充放电时Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4复合材料的首次放电容量达到容量为99.1 mAh·g–1， 经100次循环后平均每次循环的容量损失仅为0.014%。，Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4复合材料的首次放电容量达到容量为 mAh·g–1， 经100次循环后平均每次循环的容量损失仅为0.0%。循环性能曲线表明3% Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4具有比LiNi0.5Mn1.5O4 更高的可逆容量、更稳定的循环性能和更好的倍率性能。3% Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4EIS谱表3% Li4Ti5O12包覆LiNi0.5Mn1.5O4降低锂离子转移速率增加。 LiNi0.5Mn1.5O4；表面包覆 Study on electrochemical performance of Li4Ti5O12-coated spinel LiMn1.5Ni0.5O4 electrode material for lithium-ion batteries Abstract Spinel LiMn0.5Mn1.5O4 is one of the most promising positive electrode materials for lithium ion battery because of its high voltage, low cost, easy recycling and environmental afinity. In this paper, spinel Li4Ti5O12-coated LiNi0.5Mn1.5O4 materials were synthesized by the sol-gel method. The structure and electrochemical performance of spinel LiNi0.5Mn1.5O4 and LTO-coated material are investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning elect