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正极改性对锂电池性能影响的实验研究与机理分析

目录

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1锂离子电池发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.1.2正极材料改性研究的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2国内外研究概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.2.1正极材料改性技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.2.2不同改性方法研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.3主要研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

1.3.1本研究拟解决的关键问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

1.3.2预期成果与创新点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

正极材料改性方法及理论依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1正极材料的种类与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.1.1传统正极材料介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.1.2先进正极材料探索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.2常见的正极材料改性策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.2.1离子掺杂改性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

2.2.2化学合成路径调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.2.3形貌结构调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

2.2.4表面包覆处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

2.3改性对正极性能影响的理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

2.3.1能量存储机制探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

2.3.2结构稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

2.3.3电化学反应动力学角度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

实验部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

3.1实验原料与设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

3.1.1主要化学试剂与材料规格．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

3.1.2核心实验仪器及参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

3.2正极材料的制备过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

3.2.1原材料预处理步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

3.2.2改性材料的合成路线详解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

3.2.3未改性基准样品制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

3.3样品表征与电池组装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

3.3.1物理化学性质测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

3.3.2电化学性能测试体系搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79

3.4电化学性能评估方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

3.4.1循环伏安测试条件设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85

3.4.2充放电循环规范．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

3.4.3倍率性能与库仑效率测定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88

3.4.4