一、柠檬酸盐溶胶凝胶法合成Li_(1+2x)Zn_(1-x)PO_4及其离子导电性（论文文献综述）
宋依桐[1]（2021）在《微纳米磷酸铁制备机理研究》文中认为
杜文强[2]（2020）在《锂离子电池Li2CoSiO4正极材料掺杂改性及形貌研究》文中认为随着新能源汽车等电力驱动设备在我们生活中的应用,人们对锂离子电池提出了更高的要求,如安全性好,能量密度高等。作为锂离子电池的主要构成之一,电池的工作电压,可逆容量,能量密度等技术指标都与正极材料密切相关。因此,新型高能量密度的锂离子电池正极材料是我们迫切需要的。由于独特的（XO4）n-（X=P,S,As,Mo等）四面体结构单元所表现出来的结构稳定性,高达320 m Ah g-1的理论容量和4 V以上的Li脱嵌电压,使得Li2CoSiO4硅酸盐正极材料比三元和Li Fe PO4等正极更具吸引力。但由于结构形态复杂,Co2+易被碳还原等问题严重限制了其大范围应用。同时,Li2CoSiO4材料的放电容量一直难以取得较大提高,现阶段只能可逆的脱嵌一个左右的锂离子,这与其320 m Ah g-1的理论容量相比较,还有很大的进步空间。本论文主要以钴系硅酸盐为研究目标,采取低温水热法对Li2CoSiO4/C正极材料的微观形貌进行调控,同时探索多元素共掺杂对Li2CoSiO4/C正极材料相结构以及电化学性能的影响机理。本论文主要内容如下:（1）通过低温水热法以及碳包覆的方式,得到不同元素掺杂的Li2CoSiO4/C正极材料。XRD测试表明,钴位（Co）掺杂有利于Li2CoSiO4高温下βⅡ→βⅠ的相变过程,并且有效抑制了钴金属杂质的产生,此时材料四面体结构的连续性较好,更有利于离子在体相中迁移,而硅位（Si）掺杂表现出与其相反的效果。电化学测试表明,钒掺杂（0.1V）能够有效提升Li2CoSiO4/C正极材料的电子离子导电能力,这使得其在1.5-4.6 V的电压范围内,首圈放电容量从未掺杂的135m Ah g-1显着提升至220 m Ah g-1。另一方面,锰钒（0.4Mn0.1V）共掺杂的Li2CoSiO4/C正极材料也表现出较好电化学性能,其在1.5-4.6 V的电压围范下首圈放电容量为228.2 m Ah g-1（约1.426个Li+）,且经过10次循环后仍然保持了102 m Ah g-1的容量。（2）通过低温水热法得到了点状、条状、片层状、以及球状的Li2CoSiO4正极材料。测试结果表明,条状、片层状等一维Li2CoSiO4/C纳米颗粒能够有效抑制钴金属杂质还原,同时,也拥有较大的比表面积。将不同形貌Li2CoSiO4/C正极材料在2.0-4.6 V的电压范围内,以5 m A/g的电流密度进行充放电测试,结果发现片层状Li2CoSiO4/C材料的电化学性能最好,其首圈可逆容量达到147 m Ah g-1左右,几乎达到了Al,P等元素掺杂所带来的效果。综上所述,本文阐明了元素掺杂对Li2CoSiO4正极材料的相结构以及钴金属杂质的影响,优化了元素掺杂方案,改善了Li2CoSiO4正极材料的电化学性能。此外,通过简单的低温水热法控制了Li2CoSiO4/C纳米材料的微观形貌,改善了材料的界面问题,抑制了钴杂质的产生,从而提高了其电化学性能。这些工作为高电压Li2MSiO4材料的研究提供了新的启示。
陈伟[3]（2020）在《基于合成视角的超价阳离子掺杂LiMnPO4正极材料研究》文中提出在实际应用中,锂离子电池正极材料经常需要进行改性处理,而阳离子掺杂是一种调节正极材料本征性质的常用方法,而且已经被广泛应用于锂过渡金属磷酸盐LiMPO4（M=Fe、Mn、Co、Ni）材料中。LiMPO4材料中,Li+位或M2+位的超价阳离子掺杂均会形成电荷补偿缺陷,这些缺陷可能是Li空位、M空位或者电子类缺陷。然而,超价阳离子掺杂LiMnPO4的研究工作主要集中在不同离子掺杂对材料性能的影响,而并未考虑离子的掺杂位置、电荷补偿缺陷等问题。因此,本文选取LiMnPO4为研究对象,对其进行Al3+、Zr4+、Ti4+和V3+等超价阳离子掺杂,并结合XRD、Raman、SEM、EDS、电化学测试等手段,从合成的视角研究了超价阳离子掺杂LiMnPO4材料最有利的掺杂位置及合适的电荷补偿机制。本文采用固相法,根据Al3+掺杂取代Li+位和Mn2+位形成的不同电荷补偿缺陷,合成了一系列Al3+掺杂LiMnPO4材料。我们发现Al3+掺杂LiMnPO4材料最可能的掺杂形式为Li1-xAlxMnPO4,其中Al3+占据Li+位,并通过电子缺陷进行电荷补偿,该结果不同于之前所报道的超价阳离子掺杂LiFePO4形成Li空位缺陷的电荷补偿机制。我们还发现烧结温度会影响Al3+在Li1-xAlxMnPO4中的固溶限,在较低的合成温度下更多的Al3+可以掺杂进入LiMnPO4材料的晶格中。此外,我们进一步研究了Al3+掺杂LiMnPO4/C材料的电化学性能,发现Al3+掺杂可以提高材料在大倍率下的容量保持率,而且Li0.98Al0.02MnPO4/C复合材料具有最佳的循环性能和倍率性能,在10 C的高倍率下,其放电容量接近于100 m Ah?g-1。基于Al3+掺杂LiMnPO4材料的研究,选取Zr4+、Ti4+和V3+进行超价阳离子掺杂LiMnPO4材料的合成研究。首先,我们发现采用固相法合成,Zr4+难以掺杂进入LiMnPO4中,这可能与合成方法和条件有关。其次,比较了Ti4+在掺杂样品中的固溶限,并结合电化学性能测试结果,发现Ti4+掺杂掺杂LiMnPO4材料最可能的掺杂形式为Li1-xTixMnPO4。另外,通过比较不同掺杂位置及电荷补偿机制的V3+掺杂LiMnPO4/C材料的电化学性能,也得出了V3+掺杂LiMnPO4材料最可能的掺杂形式为Li1-xVxMnPO4。
黄晓[4]（2018）在《石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化》文中研究指明目前商业锂离子电池主要采用有机电解液,其在非常规环境下存在漏液、燃烧、爆炸等安全隐患。基于无机固体陶瓷电解质的固态电池对解决传统液态电池存在的安全问题具有重要意义。此外,固态锂电池具有高比能量、长循环寿命、自放电低和可设计性强等优点,目前已被广泛应用于微电子系统和便携式电子设备等领域。发展固态电池的技术关键在于研发高性能固体电解质。一般来说,这种电解质应具备高锂离子电导率、宽的化学窗口和对电极材料的良好的化学稳定性。石榴石结构锂离子固体电解质(Li-Garnet solid electrolyte,Li7La3Zr2O12,LLZO)具备高电导率(近10-3 S cm-1),对金属锂稳定,电化学窗口宽（04V）等优点,是下一代高安全性固态锂电池的候选电解质材料之一。从2007年第一次报道至今,人们专注于该类陶瓷的掺杂和结构研究。Al、Ga、Nb、Ta等金属阳离子被尝试掺入到LLZO晶格,稳定其立方相并提高电导率;四方相与立方相的结构分析、锂离子位置标定,理解其锂离子的输运通道。然而,这类陶瓷的烧结机制和相应的工艺优化鲜有报道。LLZO含有大量碱金属元素锂（29 mol%）,与同样含大量碱金属元素钠的β′′-Al2O3类似,在其烧结过程中存在碱金属元素挥发、晶粒生长过快两个问题,难以致密化。在已发表的工作中,复杂且昂贵的热压法,等离子体烧结法以及场助力热压法被用来烧结LLZO以获得高致密度（>97%）的陶瓷。然而低成本常压烧结方法则很难获得致密度超过95%的陶瓷,需要进一步的探索和研究。本论文旨在研究LLZO的常压烧结机理和烧结工艺的优化,探索低成本制备高品质陶瓷电解质烧结方法,开展了以下研究工作:（1）立方相LLZO的烧结行为和机理:开发低成本烧结工艺该工作中,以Ta-LLZO(Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12)为基础,确认锂挥发物（volatile lithium compounds,VLC）的存在,探索VLC对陶瓷烧结和结果的影响,设计时间梯度烧结实验观察在高低VLC气氛浓度条件下的陶瓷晶粒演化,分析表征晶界和陶瓷性能以推测可能的烧结机制和确定优化的烧结制度。此后,设计低成本的LixZrOy化合物替代高成本的LLZO埋粉以补充高温烧结中锂挥发,验证烧结机制。研究并开发非铂金坩埚、无额外埋粉的烧结工艺以进一步降低LLZO的烧结成本。（2）助烧结剂La2Zr2O7（LZO）:降低烧结温度,提高电导率烧结过程中的VLC,与惰性的LZO反应,使之成为的助烧结剂:1.5La2Zr2O7+4.5Li2O（g）→Li7La3Zr2O12+Li2ZrO3在烧结中,晶界处的LZO与VLC原位反应生成高活性的LLZO和Li2ZrO3,一方面促进晶粒间传质烧结,另一方面改善晶界结合,提高电导率。此外,基于此组分小规模量产高电导率、高品质陶瓷片。（3）阻烧结剂MgO:抑制晶粒生长,提高机械强度Mg2+难以进入LLZO晶格,MgO对LLZO化学稳定,那么MgO可以作为第二相材料阻碍烧结中LLZO晶粒表面物质输运,控制晶粒生长,制备高强度的LLZO/MgO复合陶瓷。设计梯度烧结实验观察晶粒生长演化,制备陶瓷超薄片观察晶粒和晶界,分析Mg的分布位置和理解MgO的作用机制。另外,设计两步烧结法（高温短时间烧结+低温长时间培育）以进一步提高LLZO/MgO复合陶瓷的弯曲强度。（4）Nb-LLZO系统掺杂和烧结研究研究Nb=0.20.7 pfu掺杂量的Nb-LLZO的样品物相、烧结行为、陶瓷微观结构与性能,确定最佳Li空位数,探索高品质Nb-LLZO陶瓷的制备工艺和烧结条件。同时结合阻烧结剂MgO,制备不同Nb掺杂量的Nb-LLZO-MgO复合陶瓷,研究其微观形貌和性能随Nb掺杂量的变化,寻找最佳的掺杂量。（5）基于水溶剂的LLZO粉体处理和陶瓷烧结工艺针对于批量生产,设计并探索出一套基于水系的砂磨、喷雾工艺,避免使用有机溶剂带来的风险,降低粉体处理的设备、物料成本。
袁好[5]（2016）在《高性能锂离子电池正极材料的制备、修饰及与铅酸电池混合系统的研究》文中提出锂离子电池以其较高的能量密度,优良的循环性能及倍率性能使得其在动力、储能等领域有着广阔的应用前景。然而,目前商业化的锂离子电池在能量密度、安全性以及成本方面依然不能满足人们对电池性能不断提高的要求,制约了其进一步发展。本文主要研究锂离子电池正极材料的最佳制备方案、锂离子电池正极材料改性及修饰方法和磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池混合系统方案,通过这些方面的研究,希望锂离子电池的电化学性能及应用性能有实质的提高,本文主要研究内容如下:1、研究了富锂正极材料Li1.5Mn0.75Ni0.15Co0.10O2前躯体制备的最佳条件以及正极材料合成煅烧的最佳温度与配锂量。具体实验方案与结论如下:采用碳酸盐共沉淀法制备了球形度好、粒径分布均匀的Mn0.75Ni0.15Co0.10CO3前躯体,探讨了p H值（7.2,7.6,8.0）和氨含量（0.06,0.12,0.18）对前躯体颗粒形貌影响。实验表明当p H值为7.6,氨含量为0.12时为材料最佳的前躯体制备工艺,所得到的前躯体球形度好,颗粒表面光滑,粒径分布均匀。将前躯体与碳酸锂混合后,经过高温固相反应制备了球形富锂正极材料,探讨了煅烧温度（800℃,850℃,900℃）和锂含量Li/[M]（1.4,1.5,1.6）对材料的形貌、结构以及电化学性能的影响。实验表明当煅烧温度为850℃,锂含量Li/[M]为1.5时,所得到的富锂正极材料Li1.5Mn0.75Ni0.15Co0.10O2球形形貌完整,具有良好的层状晶体结构。通过电化学性能测试,其在2.04.8 V、0.1 C充放电条件下,首次放电容量为269.6m Ah/g,当电压范围为2.04.6 V时,0.1 C的放电比容量为251.2 m Ah/g。同时,在2.04.6 V、0.5 C条件下,样品经过100次循环后容量保持率仍然为94.5%。此外,该材料在5 C倍率下放电比容量仍为154.4 m Ah/g,显示优异的倍率性能。2、研究了CuO包覆Li1.13[Ni0.5Mn0.5]0.87O2富锂正极材料方案的实现以及分析包覆不同量CuO对材料电化学性能的影响,找出了最优CuO包覆量。具体实验方案与结论如下:通过非均匀成核法成功地在富锂正极材料Li1.13[Ni0.5Mn0.5]0.87O2表面包覆一层46 nm的CuO膜,包覆后的材料并没有影响材料的晶体结构。充放电测试表明,包覆后的材料的首次放电比容量略微有些降低,但其具有优异的循环性能和倍率特性。其中,2 wt.%CuO包覆量的样品表现出最优的电化学性能,其在0.1C、2.04.6 V充放电条件下的首次放电比容量可达213.7 m Ah/g,首次库伦效率为87.0%,而未包覆材料的首次库伦效率仅为75.7%。此外,该材料在0.5 C倍率下经过100次循环后容量保持率仍然为79.3%,并且在2 C倍率下的放电比容量也为154.8 m Ah/g,明显优于未包覆样品。交流阻抗测试表明,CuO包覆后可有效的改善了材料与电解液之间的界面状况,降低了电化学阻抗,从而提高了材料的电化学性能。3、研究Ni元素与Mn元素单独金属位掺杂与联合金属位掺杂对Li Fe PO4/C电化学性能的影响,分析了不同掺杂量对材料的影响程度,从而找出最优掺杂比例。具体实验方案及结论如下:Ni元素与Mn元素掺杂Li Fe PO4/C复合材料,合成方法为二段高温固相法。对掺杂的复合材料进行电化学性能测试可以看出,在所有Ni元素掺杂的样品Li Nix Fe1-x PO4/C（x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04）中,x=0.02时,Li Ni0.02Fe0.98PO4/C表现出最优的电化学性能,而在Mn元素单独掺杂的样品Li Mny Fe1-y PO4/C（y=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04）中,y=0.03时,Li Mn0.03Fe0.97PO4/C表现出最佳的电化学性能。然而,Ni、Mn元素联合掺杂的Li Ni0.02Mn0.03Fe0.95PO4/C样品和未掺杂Li Fe PO4/C,单独掺杂Ni元素的Li Ni0.02Fe0.98PO4/C与单独掺杂Mn元素的Li Mn0.03Fe0.97PO4/C相比,Li Ni0.02Mn0.03Fe0.95PO4/C样品具有更高的首次放电容量,0.1C放电倍率下充放电区间为2.34.2 V之间,放电比容量可达164.3 m Ah/g,而且循环稳定性好,1C放电倍率下100次循环后容量保持率为98.7%。伏安循环特性测试曲线（CV）显示Ni、Mn联合掺杂能够减小电极极化,减小电化学阻抗。实验结果表明,合适的金属阳离子掺杂能够很好的改善Li Fe PO4/C正极材料的电化学性能。采用共掺杂的Li Ni0.02Mn0.03Fe0.95PO4/C作为正极材料,制作3.2 V 80 Ah磷酸铁锂单体电芯,试验结果表明,电芯的循环性能与倍率性能表现优异。4、研究用共掺杂的Li Ni0.02Mn0.03Fe0.95PO4/C正极材料制作磷酸铁锂电池并将其与铅酸蓄电池并联组成混合动力电源系统的理论依据、设计方案、系统参数设置及系统充放电性能,提出了一种低成本替代锂离子电池的实用方案。通过实验得出以下结论:磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池并联组成的混合动力电源系统,利用了放电时磷酸铁锂电池优先,充电时铅酸蓄电池优先的特点,使铅酸蓄电池避免欠充电与过放电,有效的延长了铅酸蓄电池的循环寿命,整个混合动力电源系统循环寿命得以提高,12 V 50 Ah混合动力电池系统在100%DOD深度充放电循环,其寿命仍能达到750次,明显优于传统的12 V铅酸蓄电池。同时混合系统又保留了磷酸铁锂电池大电流放电性能好及铅酸蓄电池价格低廉的优点,磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池混合动力电池系统大电流放电性能优异,1 C放电到10.5 V,可以放出100%的容量,这明显优于铅酸蓄电池,通常的铅酸蓄电池1 C放电容量仅为55%左右。
班丽卿,庄卫东,卢华权,尹艳萍,王忠[6]（2013）在《层状锂镍钴锰氧化物正极材料的改性研究进展》文中提出过渡金属（Ni,Co,Mn）氧化物、氢氧化物或碳酸盐前驱体与锂盐经高温焙烧形成的固溶态层状锂镍钴锰氧化物正极材料,具有高放电比容量、低成本等一系列优点,成为研究的热点,并开始广泛应用。然而锂镍钴锰氧化物正极材料在安全性、循环性等方面仍需改善,尤其是在高电压、高温度和高倍率下的充放电性能有待进一步提高。很多研究结果已证明表面包覆和体相掺杂是改善正极材料电化学性能的有效方法。通过表面包覆改性可阻止电极材料与电解液的直接接触,抑制循环过程中HF对电极材料的侵蚀,减少电极材料与电解液的副反应,降低电池在充放电过程中的电荷转移电阻,可进一步提高材料的高倍率电化学性能;而引入掺杂离子可以提高晶体晶格能,稳定材料结构,可提高材料的循环性能。本文对锂镍钴锰氧化物正极材料表面包覆和掺杂的研究现状进行了较全面的分析和总结,并对今后的研究方向提出展望。
舒洪波[7]（2013）在《高导电性微球形LiFePO4正极材料的制备及改性研究》文中指出LiFePO4正极材料由于具有无毒性、优异的循环稳定性、良好的热稳定性和安全性、耐过充放及低成本等诸多优点已被公认成最有前景的锂离子电池正极材料。然而，LiFePO4的导电性差，使得该材料的倍率性能，尤其是高倍率性能很不理想，阻碍了该材料在高倍率锂离子电池领域的大规模应用。此外，LiFePO4的振实密度低，一般工业化LiFePO4的振实密度低于1.0g/cm3，导致其比能量偏低。本论文以提高LiFePO4的导电性和振实密度为目标，进而达到改善正极材料的电化学性能，尤其是倍率性能和体积比能量的效果。采用氨辅助水热法合成单分散微球形LiFePO4前驱体，再通过固相反应得到了微球形LiFePO4/C，探讨了工艺条件对材料性能的影响，研究了La0.56Li0.33TiO3与碳混合包覆微球形LiFePO4的物理和电化学特性，考察了Ni和F离子共掺杂对微球形LiFePO4/C性能的影响，研究了锂离子在微球形LiFePO4/C中嵌入/脱出过程的热力学和动力学行为。主要的工作如下：（1）采用氨辅助水热法，合成了微球形LiFePO4前驱体，探讨了水热条件对微球形LiFePO4前驱体影响。发现当氨水浓度为0.4mol/L，180℃水热反应6h时，制备的LiFePO4前驱体球形度好、粒径分布均匀且分布范围较窄。（2）探讨了煅烧条件对微球形LiFePO4/C的物理及电化学性能的影响。结果表明，煅烧温度和时间对微球形LiFePO4/C的性能有显着影响。在700℃下高温煅烧10h合成的微球形LiFePO4/C结晶度高、球形度好、粒径分布均匀且较窄，振实密度高（1.27g/cm3），电化学性能良好。该材料在1C倍率下首次放电比容量为155.9mAh/g，循环100次后容量几乎无衰减；在不同倍率（0.1C5C）下放电，其放电比容量分别达到168.3（0.1C）、165.0（0.2C）、161.0（0.5C）、154.9（1C）、143.1（2C）和120.4（5C） mAh/g。（3）为了改善微球形LiFePO4/C的电化学性能，采用La0.56Li0.33TiO3快锂离子导体对其进行表面包覆改性。通过原位包覆法合成了微球形LiFePO4/(C+La0.56Li0.33TiO3)复合物。结果表明，微球形LiFePO4表面均匀包覆了一层导电层，该导电层由纳米La0.56Li0.33TiO3颗粒和无定形碳构成，不仅能传导电子和锂离子，而且还能防止电解液侵蚀活性材料、抑制Fe的溶解，有利于改善材料的电化学性能，尤其是高倍率性能。其中，LiFePO4/(C+2wt.%La0.56Li0.33TiO3)的倍率性能和循环稳定性最佳。该材料振实密度达到1.30g/cm3，在0.1C20C倍率下放电，其放电比容量分别达到167.6（0.1C）、155.5（1C）、142.1（2C）、126.1（5C）、105.8（10C）和86.0（20C） mAh/g；其在1C和5C倍率下的首次放电比容量分别为157.1和126.3mAh/g，100次循环后容量保持率分别为99.9%和98.3%。（4）为了进一步改善微球形LiFePO4/C的电化学性能，对其进行Ni和F离子共掺杂改性。采用氨辅助水热法结合固相反应，合成了微球形LiFe1-xNix（PO4）1-xF3x/C （x=0.00,0.01,0.02,0.03）。结果发现：Ni和F离子共掺杂没有破坏LiFePO4橄榄石结构，但可以稳定LiFePO4晶体结构、延长Li-O键长、减小电荷转移阻抗、提高LiFePO4/C的电子电导率和锂离子扩散速率，从而有利于改善材料的循环稳定性和倍率性能，尤其是高倍率性能；其中LiFe0.99Ni0.01（PO4）0.99F0.03/C具有最佳的电化学性能。该材料的振实密度达到1.23g/cm3，在1C和5C倍率下的首次放电比容量分别为156.6和130.1mAh/g，循环100次后容量保持率为99.6%和96.7%。在0.1C20C倍率下放电，其放电比容量分别达到167.9（0.1C）、154.9（1C）、143.1（2C）、133.3（5C）、113.7（10C）和91.6（20C） mAh/g。（5）初步研究了锂离子在微球形LiFePO4/C中嵌入/脱出过程的热力学行为。随着锂离子嵌入/脱出量（x）的增加，嵌入/脱出自由能变化值（G）呈线性增长，而G的值越大说明电极充电或放电过程的比容量越大。此外，采用恒电流间歇滴定（GITT）、交流阻抗（EIS）和循环伏安（CV）测试技术计算了锂离子在微球形LiFePO4/C中嵌入/脱出过程的扩散系数（DLi），其数量级基本一致且在10-2010-14cm2/s范围内。
别晓非[8]（2013）在《锂离子电池正极材料LiNixCo1-2xMnxO2的制备和结构，物理性质与电化学性能的关联研究》文中研究指明作为人类生产生活的基石，能源一直都是人们最为关心且共同面对的严峻问题之一。众所周知，自工业革命以来，石化能源成为了人类的主要能源形式。然而，随着工业化程度的发展，人们逐渐意识到石油煤炭等不可再生能源在燃烧的过程中会对环境造成极大的污染。因此，对新能源的研究与开发成为了科学研究领域中最重要的方向之一。作为化学能与电能转换的储存装置，电池成为了新能源开发利用中不可或缺的一部分。由于环境友好，能源利用率高，可重复使用等优点，锂离子电池在多种电池系统中脱颖而出。电池系统主要由正极，负极，电解液等几部分组成。对锂离子电池而言，在充放电过程中，正/负极材料将发生可逆的氧化还原反应，锂离子作为载流子在电池两极间进行电荷输运转移。商用化锂离子电池通常采用石墨作为负极，正极材料的选择决定了锂电池容量，循环寿命，安全性能及商用成本。目前主流正极材料按其晶体结构可分为：层状结构，尖晶石结构及聚阴离子结构。尖晶石结构的锰酸锂正极材料在重复充放电循环后将发生不可逆的结构相变，其可逆容量会发生急剧衰减。聚阴离子结构的正极材料因其导电率过小，从而严重影响了材料的倍率性能。因此，目前商用锂离子电池的正极主要采用层状钴酸锂材料。但环境污染，热稳定性差，制造成本高等诸多缺陷也同样制约了钴酸锂的应用。因而，探索新型替代正极材料成为了凝聚态与材料学科的研究重点与热点。总所周知，不同制备手段对正极材料的结构，形貌及电化学影响巨大，所以本文首先采用了固相，柠檬酸盐及共沉淀三种制备方法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料进行了制备，并进行了对比性的研究。我们发现：在固相法合成过程中，由于各种原料难于均匀混合，因而较难制备出纯相的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料；而柠檬酸盐法虽然可以使原料在原子级别上达到均一混合，但由于较难控制材料颗粒形貌及大小，所以材料的电化学性能也差强人意；共沉淀方法虽然制备工艺苛刻，合成步骤复杂，但却可以获得具有优良电化学性能LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料。此外，由于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料中三种过渡金属元素在电化学过程中功能各不相同，因此我们采用XRD，Raman及FTIR等测试手段研究了不同的化学配比对LiNixCo1-2xMnxO2（0.1<x<0.5）材料长程及短程有序结构变化的影响。物质的磁学性质是材料的本征属性之一，也同样受其晶体结构与离子之间的交换相互作用的影响。因此，为了更好的探索三元材料微观结构变化及离子无序效应我们对不同方法制备的三元材料的磁化率曲线进行了详尽的测量与分析，并尝试建立物质的磁学性质与电化学性能之间的联系。结果表明，尽管这三种化合物均在低温下出现自旋玻璃态转变，但转变温度、Cuire和Weiss常数及磁有序的诱导原因却因制备方式，Co含量的多少而略有不同。对共沉淀法制备的三元材料而言，当Co含量较高时，几何失措与离子混排对共同起到重要的作用；随着Co含量的降低，离子混排因素逐渐扮演主导性的作用。而通过柠檬酸盐法制备的LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2材料在低温条件下，由于非常大的离子混排程度而发生了团簇自旋玻璃态转变。这种离子混排的强弱，过渡金属离子团簇的大小直接对应于材料电化学性能的优劣。在首次充电过程中，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的晶体结构演变由非在位XRD、Raman和FTIR等方法进行了研究。当充电截止电压到4.6V时，随着Li+离子从材料中脱出，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2始终保持六方结构，其空间对称性并未发生显着的变化。然而，2.5-4.6V电压区间下充放电循环性能测试表明材料在较高电压窗口中的循环容量保持率明显差于较低电压区间（2.5-4.4V）。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料电化学动力学性质随充电电压变化的结果表明，材料表面膜电阻在充电至4.4V以前始终保持稳定，当充电至4.6V时，此阻值明显升高。因而可以推断，导致材料高电压区间电化学性能变差的主要原因可能是电极颗粒表面与电解液间发生了副反应。为了进一步研究LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在高电压区间长程循环后的性能，我们采用了非在位同步辐射、XPS、HRTEM和EIS等手段对材料进行了测试分析。通过比对10,20及30次循环后样品的同步辐射曲线发现，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在长程电化学循环过程中具有非常优异的结构稳定性，晶胞参数和Li+/Ni2+离子混排程度几乎没有改变。与此相反，XPS数据表明：随着充放电循环的进行，电极表面化学成分发生了明显的变化。与其他文献中XPS数据比较分析后我们推断LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料在受到LiPF6电解液中HF的作用后，其表面的Li2CO3被溶解，取而代之的是电极表面膜的生成。这一推论得到了HRTEM结果的直接证明。一个约40nm的表面膜层可以在30次循环后样品的电镜照片上被观测到。同时，EIS测试也发现表面膜电阻会随着循环次数而持续增加。因而，可以推断电极颗粒表面膜的持续累积是影响材料在高电压充放电循环性能的主要原因。通过本论文的研究与讨论，我们进一步加深了对三元材料制备工艺与其结构性质，电化学性能和磁学性质联系的认识。并且通过材料结构中的离子有序度建立起了其磁学性质与电化学性能之间的关联。同时我们也对三元材料在高电压区间下电化学性能，充放电及电化学循环过程的结构演化，表面膜生长等问题有了更深入的理解。
朱伟雄[9]（2013）在《锂离子电池富锂锰基LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料的制备及改性研究》文中研究表明摘要：与传统正极材料比较,富锂锰基LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料因比容量高、价格低廉、环境友好、安全性能好等优点而得到广泛研究。但仍有若干缺陷制约着该材料的进一步发展,如首次循环不可逆容量过大,在高电压下结构不稳定,倍率性能差等。本文以乙酸盐和柠檬酸为原料,用溶胶-凝胶法合成LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2。优化条件如下：焙烧温度为900℃,溶胶pH值为5.5,过渡金属离子浓度为0.5mol·L-1,柠檬酸与过渡金属离子的摩尔比为0.5。XRD结果表明该条件下制备的LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2材料为α-NaFeO2结构,具有Li2MnO3的特征峰,层状结构较为理想；该材料O.1C的首次充、放电比容量分别为260.8和198.0mAh·g-1。充放电和循环伏安测试表明材料中的Li2MnO3组分在首次循环中经活化后,锰离子对Mn3+/Mn4+在之后的循环中参与电化学反应。用溶胶-凝胶法合成LiLi0.2Ni（0.2-0.5x）Mn（0.6-0.5x）CrxO2（0≤x≤0.20）。 XRD结果表明Cr掺杂不会改变材料的结构,但会使晶胞参数增大。SEM测试表明,少量掺Cr能明显改善材料的团聚情况,使颗粒粒径分布均匀,形状规整；循环伏安、电化学阻抗及充放电测试表明,少量掺Cr能降低氧化还原峰的电压差和电化学阻抗,改善材料的电化学性能,但掺Cr量过大反而会使材料的电化学性能变差。当掺Cr量x=0.04时,材料电化学性能最佳,0.2C、0.5C、1C下的首次放电比容量分别为214.9、187.2和153.9mAh·g-1。在酒精溶液中对制备的LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2材料进行CaF2包覆。XRD结果表明,包覆CaF2不会改变LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2材料的结构。不同CaF2包覆量样品的充放电测试表明,尽管包覆CaF2会略微降低材料的初始放电比容量,但是可以改善材料的首次效率、倍率性能和循环性能。当CaF2包覆量为1wt.%时,材料电化学性能最优,首次效率为78.1%,1C下循环100次的容量保持率为89.0%。包覆材料在1C下循环100次后充电至4.0V后的阻抗结果表明,包覆CaF2会降低材料的电化学阻抗,从而改善材料的电化学性能。图46个,表11个,参考文献131条。
钟胜奎[10]（2007）在《锂离子电池正极材料LiVPO4F和Li3V2（PO4）3的合成及电化学性能研究》文中认为论文详细综述了锂离子电池及其正极材料的研究现状。以LiVPO4F和Li3V2（PO4）3锂电池正极材料为研究目标，系统地进行了合成工艺、材料改性、结构表征、电化学性能以及电极过程动力学的研究。采用碳热还原法合成了LiVPO4F，研究了不同的合成条件对其物理性能和电化学性能的影响。结果表明烧结温度从650℃升到800℃，LiVPO4F一次颗粒逐渐长大和完美，但温度过高时呈现过烧现象，同时易生成Li3V2（PO4）3相。不同条件下合成LiVPO4F的充放电曲线相似，但比容量各不一样，循环性能差异很大。在惰性气氛下于750℃烧结3h的样品电化学性能比较理想，首次放电容量达119 mAh·g-1，30次循环后容量为89 mAh·g-1。采用体相掺杂的方法对LiVPO4F进行了改性，研究了Al掺杂对LiVPO4F的晶体结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明Al掺杂不会改变LiVPO4F的三斜晶系结构，但晶胞体积减小，掺杂后样品一次颗粒减小且粒度分布均匀。尽管Al掺杂的样品首次充放电容量均有一定程度减小，但库仑效率和循环性能明显提高。LiV0.97Al0.03PO4F样品的掺杂效果比较理想，30次循环后容量衰减仅为13.7％，而未掺杂的LiVPO4F样品30次循环后容量衰减为25.2％。对Al掺杂的LiV1-xAlxPO4F样品进行了交流阻抗研究，发现LiV0.97Al0.03PO4F样品的电化学阻抗相对较小，交换电流密度相对较大。循环伏安研究结果表明，LiV0.97Al0.03PO4F样品氧化峰和还原峰的电位差比未掺杂的LiVPO4F样品小0.05V，电极反应的可逆性得到提高。虽然体相掺杂对LiVPO4F的循环性能有一定的提高，但掺杂改性后LiVPO4F的循环性能仍不够理想。首次研究了溶胶一凝胶法合成LiVPO4F的方法，与固相反应法相比，该方法烧结温度低，时间短。工艺条件研究表明，配合物形成的pH值、烧结温度和时间、原料配比等因素对LiVPO4F性能都有重要影响。优化工艺条件下合成的样品首次充、放电容量分别为150、136 mAh·g-1，100次循环后容量衰减为14.7％，1C大电流充放电30次循环后容量衰减9.92％。采用碳热还原法合成了Li3V2（PO4）3，研究了合成条件对Li3V2（PO4）3物理性能和电化学性能的影响，并对Li3V2（PO4）3的合成条件进行了优化。结果表明烧结温度和时间对Li3V2（PO4）3的晶体结构和形貌有较大影响。800℃烧结20h合成的Li3V2（PO4）3样品一次粒子较小、粒度分布均匀且电化学性能较好，首次充、放电容量分别为130、120 mAh·g-1，循环30次后容量下降10.0％。交流阻抗研究发现，800℃烧结20h合成的Li3V2（PO4）3样品电化学阻抗相对最小，交换电流密度相对最大。对样品进行循环伏安研究，发现Li3V2（PO4）3的循环伏安曲线上出现三对与充放电平台相对应的氧化还原峰。通过化学反应将V2O5粉末转变成V2O5凝胶，然后再和磷酸二氢铵、氢氧化锂和乙炔黑混合即可在较低的温度下合成Li3V2（PO4）3，采用该低温固相法合成Li3V2（PO4）3样品需要的温度低而且反应时间短，最佳合成条件为550℃烧结12h。优化条件下合成的样品首次放电容量为130 mAh·g-1，以0.2C倍率充放电100次循环后容量衰减11.5％，以1.0C大电流充放电时30次循环后容量衰减11.1％。交流阻抗研究发现，550℃烧结12h合成的样品电化学阻抗相对最小，交换电流密度相对最大。对样品进行循环伏安研究，发现Li3V2（PO4）3的循环伏安曲线上出现三对与充放电平台相对应的氧化还原峰。采用线性极化和恒电位阶跃等方法，研究了LiVPO4F和Li3V2（PO4）3在不同嵌锂状态下的动力学行为。结果表明LiVPO4F和Li3V2（PO4）3的交换电流密度随嵌锂量的增加而增大，锂离子在LiVPO4F、Li3V2（PO4）3中的扩散系数数量级分别为10-13、10-14cm2·s-1，体相掺杂和改变合成方法均能改变LiVPO4F和Li3V2（PO4）3的交换电流密度和锂离子在LiVPO4F和Li3V2（PO4）3中的扩散系数。
二、柠檬酸盐溶胶凝胶法合成Li_(1+2x)Zn_(1-x)PO_4及其离子导电性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、柠檬酸盐溶胶凝胶法合成Li_(1+2x)Zn_(1-x)PO_4及其离子导电性（论文提纲范文）
（2）锂离子电池Li2CoSiO4正极材料掺杂改性及形貌研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池研究背景 |
| 1.2.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.3 锂离子电池正极材料简介 |
| 1.3.1 层状结构正极材料 |
| 1.3.2 尖晶石结构正极材料 |
| 1.3.3 聚阴离子型正极材料 |
| 1.4 Li_2CoSiO_4正极材料研究概述 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第2章 实验方法和表征技术 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.2 实验表征技术 |
| 2.2.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.2.2 场发射扫描电子显微镜-冷场(SEM) |
| 2.2.3 比表面积&孔隙率分析仪(BET) |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3 电化学性能表征技术 |
| 2.3.1 电极极片制备 |
| 2.3.2 电池组装 |
| 2.3.3 电化学性能测试 |
| 第3章 Li_2CoSiO_4正极材料的掺杂改性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 Li_2CoSiO_4/C正极材料的制备及电化学性能 |
| 3.3 单掺杂改性Li_2CoSiO_4正极材料电化学性能 |
| 3.3.1 V掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.3.2 Mn掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.4 双掺杂改性Li_2CoSiO_4正极材料电化学性能 |
| 3.4.1 Mn-V双掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.4.2 Fe-V双掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.4.3 Mg-V双掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.4.4 Na-V双掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.5 三掺杂改性Li_2CoSiO_4正极材料电化学性能 |
| 3.5.1 Na-Mn-V三掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.5.2 Na-Mn-V三掺杂Li_2CoSiO_4 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Li_2CoSiO_4的合成机理与微观形貌研究 |
| 4.0 前言 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.2 不同形貌Li_2CoSiO_4材料的相结构分析 |
| 4.3 Li_2CoSiO_4材料的微观形貌分析 |
| 4.4 Li_2CoSiO_4材料的电化学性能分析 |
| 4.5 Li_2CoSiO_4材料的碳包覆分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于合成视角的超价阳离子掺杂LiMnPO4正极材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的工作原理及组成 |
| 1.2.3 锂离子电池的特点 |
| 1.3 锂离子电池正极材料 |
| 1.3.1 尖晶石结构正极材料 |
| 1.3.2 层状结构正极材料 |
| 1.3.2.1 层状结构LiMO_2(M=Co,Ni)正极材料 |
| 1.3.2.2 层状结构三元(NCM,NCA)正极材料 |
| 1.3.3 橄榄石结构正极材料 |
| 1.4 橄榄石结构LiMPO_4(M=Fe,Mn)正极材料的合成方法、存在的主要问题及改性研究方法 |
| 1.4.1 合成方法 |
| 1.4.2 存在的主要问题 |
| 1.4.3 改性研究方法 |
| 1.5 本文主要研究意义、目标及内容 |
| 1.5.1 本文研究意义 |
| 1.5.2 本文研究目标 |
| 1.5.3 本文研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料和仪器设备 |
| 2.2 材料合成 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 X射线衍射测试(XRD) |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM)和能谱测试(EDS) |
| 2.3.3 拉曼光谱测试(Raman) |
| 2.3.4 碳含量测试 |
| 2.4 电池的制作 |
| 2.4.1 电极的制作 |
| 2.4.2 电池的组装 |
| 2.5 材料的电化学测试 |
| 第三章 Al~(3+)掺杂LiMnPO_4正极材料的合成研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同掺杂位置及其电荷补偿机制的Al~(3+)掺杂LiMnPO_4正极材料合成研究 |
| 3.3 Al~(3+)掺杂对LiMnPO_4/C材料性能的影响 |
| 3.4 碳含量和烧结温度对Al~(3+)掺杂LiMnPO_4/C材料的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Zr~(4+)、Ti~(4+)和V~(3+)掺杂LiMnPO_4正极材料的合成研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Zr~(4+)掺杂LiMnPO_4材料的合成研究 |
| 4.3 Ti~(4+)掺杂LiMnPO_4材料的合成研究 |
| 4.4 V~(3+)掺杂LiMnPO_4/C材料的合成研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:发表论文、参与基金项目及奖励 |
（4）石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池技术的工作原理 |
| 1.2.2 锂离子电池电解质的基本类型和特点 |
| 1.2.2.1 有机液体 |
| 1.2.2.2 无机物 |
| 1.2.2.3 聚合物 |
| 1.2.3 下一代锂离子电池及其进展 |
| 1.2.3.1 锂硫电池 |
| 1.2.3.2 全固态电池 |
| 1.3 石榴石结构锂离子固体电解质 |
| 1.3.1 结构 |
| 1.3.1.1 石榴石晶体结构和衍生的锂离子电解质 |
| 1.3.1.2 四方相与立方相Li_7La_3Zr_2O_(12) |
| 1.3.1.3 c-LLZO中的锂离子迁移 |
| 1.3.2 掺杂 |
| 1.3.2.1 Li位掺杂 |
| 1.3.2.2 Zr位掺杂 |
| 1.3.3 制备 |
| 1.3.3.1 陶瓷块体 |
| 1.3.3.2 陶瓷薄膜 |
| 1.3.4 稳定性 |
| 1.3.4.1 Li-Garnet与水的离子交换 |
| 1.3.4.2 Li/LLZO界面润湿性 |
| 1.3.4.3 Li/LLZO/Li对称电池循环中陶瓷内部锂枝晶问题 |
| 1.3.5 基于LLZO的固态电池 |
| 1.4 论文的选题思路和技术路线 |
| 第2章 材料性能表征和实验方法 |
| 2.1 主要仪器实验设备 |
| 2.2 材料的结构表征和物理性能测试 |
| 2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.3 三点弯曲试验 |
| 2.2.4 激光粒度分析 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 交流阻抗法 |
| 2.3.2 循环伏安法 |
| 2.3.3 恒电流充放电测试 |
| 第3章 Li_7La_3Zr_2O_(12)常压烧结行为和机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LLZO烧结中VLC的存在性和作用 |
| 3.2.1 材料制备与陶瓷烧结 |
| 3.2.2 表征结果分析和讨论 |
| 3.2.2.1 Ta-LLZO粉体的物相、粒度与形貌 |
| 3.2.2.2 证实VLC的存在 |
| 3.2.2.3 不同VLC浓度中、1250℃下烧结5h的Ta-LLZO |
| 3.2.2.4 VLC浓度对LLZO晶粒演化的影响 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 低成本Li_xMO_y化合物替代LLZO埋粉 |
| 3.3.1 材料制备 |
| 3.3.2 结果分析与讨论 |
| 3.3.2.1 使用Nb-LLZO埋粉烧结的对照样 |
| 3.3.2.2 Li_5AlO_4,Li_2TiO_3 Li_2SiO_3 and Li_4SiO_4埋粉 |
| 3.3.2.3 (Li_2O)_x-(ZrO_2)_(1-x)埋粉 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 无埋粉烧结工艺 |
| 3.4.1 材料制备 |
| 3.4.2 表征结果分析与讨论 |
| 3.4.2.1 粉体和素坯 |
| 3.4.2.2 坩埚材质对Li15素坯的烧结结果的影响 |
| 3.4.2.3 锂过量对Pt和MgO坩埚中LLZO烧结的影响 |
| 3.4.2.4 小结 |
| 3.5 本章总结 |
| 第4章 助烧结剂La_2Zr_2O_7提高Li_7La_3Zr_2O_(12)陶瓷电导率 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 La_2Zr_2O_7在Ta-LLZO陶瓷中的助烧结作用和机制 |
| 4.2.1 材料制备 |
| 4.2.2 结果与分析 |
| 4.2.2.1 粉体粒度、形貌 |
| 4.2.2.2 Ta-LLZO+LZO陶瓷物相、性能、微观结构 |
| 4.2.2.3 微观结构与助烧结机理 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 基于Ta-LLZO-LZO体系的高品质Li~+电解质陶瓷 |
| 4.3.1 材料制备 |
| 4.3.2 结果与分析 |
| 4.3.2.1 粉体粒度与陶瓷实物图 |
| 4.3.2.2 陶瓷阻抗谱、电导率、致密度、断面形貌 |
| 4.3.2.3 实验室规模生产LLZO电解质陶瓷片 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 阻烧结剂MgO提高Li_7La_3Zr_2O_(12)陶瓷强度 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ta-LLZO-MgO复合陶瓷 |
| 5.2.1 材料制备 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.2.2.1 物相 |
| 5.2.2.2 致密度、强度和微观结构 |
| 5.2.2.3 MgO分布 |
| 5.2.2.4 陶瓷电导率、活化能 |
| 5.2.2.5 电池测试结果 |
| 5.2.3 小结 |
| 5.3 MgO在复合陶瓷烧结过程中的作用 |
| 5.3.1 材料制备 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.3.2.1 砂磨粉体粒度、形貌表征 |
| 5.3.2.2 陶瓷烧结、外观、微观形貌 |
| 5.3.2.3 复合陶瓷的物相、致密度、电导率、断裂强度 |
| 5.3.2.4 MgO的作用 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 两步法烧结制备高强度复合陶瓷 |
| 5.4.1 材料制备 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.4.3 小结 |
| 5.5 本章总结 |
| 第6章 Nb-LLZO掺杂研究与烧结优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Li_(7-x)La_3Zr_(2-x)Nb_xO_(12)(x=0.2-0.7)陶瓷烧结与性能 |
| 6.2.1 材料制备 |
| 6.2.2 结果与讨论 |
| 6.2.2.1 Nb-LLZO粉体、陶瓷的物相和微观结构 |
| 6.2.2.2 Nb-LLZO陶瓷的致密度与电导率 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 Li_(7-x)La_3Zr_(2-x)Nb_xO_(12)-MgO(x=0. 2-0.7)复合陶瓷烧结与性能 |
| 6.3.1 材料制备 |
| 6.3.2 结果与分析 |
| 6.3.2.1 陶瓷烧结与微观结构 |
| 6.3.2.2 Nb-LLZO-MgO复合陶瓷的致密度和电化学性能 |
| 6.3.3 小结 |
| 6.4 本章总结 |
| 第7章 水基溶剂制备Li_7La_3Zr_2O_(12)固体电解质的方法 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 砂磨与喷雾制备的粉体、素坯和陶瓷 |
| 7.3.2 纯Ta-LLZO、Ta-LLZO-MgO复合陶瓷的晶粒形貌演化和电化学性能 |
| 7.3.3 普通干燥法制备的Ta-LLZO-MgO复合陶瓷粉体、素坯和陶瓷 |
| 7.3.4 基于Ta-LLZO-MgO的锂硫电池 |
| 7.4 本章总结 |
| 第8章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）高性能锂离子电池正极材料的制备、修饰及与铅酸电池混合系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电池发展简介 |
| 1.3 锂离子电池发展简介 |
| 1.4 锂离子电池工作原理 |
| 1.5 锂离子电池组成 |
| 1.5.1 正极材料 |
| 1.5.2 负极材料 |
| 1.5.3 隔膜 |
| 1.5.4 电解液（电解质） |
| 1.6 锂离子电池正极材料简述 |
| 1.6.1 层状过渡金属氧化物正极材料 |
| 1.6.2 尖晶石氧化锰锂LiMn_2O_4正极材料 |
| 1.6.3 正交LiMnO_2正极材料 |
| 1.6.4 三元复合正极材料 |
| 1.6.5 橄榄石结构LiFePO_4正极材料 |
| 1.6.6 富锂正极材料 |
| 1.7 锂离子正极材料的改性方法研究 |
| 1.7.1 表面包覆 |
| 1.7.2 体相掺杂 |
| 1.7.3 材料结构设计改性 |
| 1.8 锂离子电池正极材料主要制备方法 |
| 1.8.1 高温固相法 |
| 1.8.2 溶胶-凝胶(sol-gel)法 |
| 1.8.3 水热法 |
| 1.8.4 喷雾热分解法 |
| 1.8.5 共沉淀法 |
| 1.8.6 模板法 |
| 1.9 本论文研究的主要内容与研究意义 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 化学试剂与实验设备 |
| 2.1.1 主要化学试剂 |
| 2.2 物理与化学性质表征及成分测定 |
| 2.2.1 热失重分析(TGA) |
| 2.2.2 X-射线衍射分析(XRD) |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.4 透射电子显微镜（TEM） |
| 2.2.5 能谱仪(EDS) |
| 2.2.6 振实密度测试 |
| 2.2.7 激光粒度分析仪（Laser particle size analyzer） |
| 2.2.8 比表面积测试(BET) |
| 2.2.9 pH值测量 |
| 2.3 材料成分测定 |
| 2.3.1 EDTA滴定法 |
| 2.3.2 原子吸收分光光度法（AAS） |
| 2.4 材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 正负极电极的配料及准备 |
| 2.4.2 半电池的组装 |
| 2.4.3 电池充放电测试 |
| 2.4.4 循环伏安测试和交流阻抗测试 |
| 第3章 球形富锂正极材料Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的制备工艺及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 球形前躯体Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)CO_3及球形Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的制备 |
| 3.2.1 球形前躯体Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)CO_3的制备 |
| 3.2.2 球形Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的制备 |
| 3.3 制备工艺对球形前躯体Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)CO_3形貌及结构的影响 |
| 3.3.1 共沉淀反应中pH值对前躯体形貌的影响 |
| 3.3.2 氨含量对前躯体形貌的影响 |
| 3.3.3 前躯体晶体结构分析 |
| 3.4 煅烧温度对Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的影响 |
| 3.4.1 形貌分析 |
| 3.4.2 晶体结构测试 |
| 3.4.3 电化学性能分析 |
| 3.5 锂含量对LinMn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的影响 |
| 3.5.1 形貌分析 |
| 3.5.2 晶体结构测试 |
| 3.5.3 电化学性能分析 |
| 3.6 Li_(1.5)Mn_(0.75)Ni_(0.15)Co_(0.10)O_2的循环性能及倍率性能测试 |
| 3.6.1 循环性能测试 |
| 3.6.2 倍率性能测试 |
| 3.7 结论 |
| 第4章 表面包覆纳米CuO对富锂正极材料Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2电化学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 球形富锂正极材料Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2的制备 |
| 4.2.2 CuO包覆的富锂正极材料Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]O_2的制备 |
| 4.3 材料物理性质表征 |
| 4.4 电池的制备和电化学性能测试 |
| 4.5 测试结果与讨论 |
| 4.5.1 不同CuO包覆量的富锂正极材料Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2的晶体结构分析 |
| 4.5.2 2.0 wt.% CuO包覆量的Li_(1.13)[Ni_(0.5)Mn_(0.5)]_(0.87)O_2形貌分析 |
| 4.5.3 电化学性能测试 |
| 4.6 结论 |
| 第5章 Ni、Mn元素掺杂对LiFePO_4/C材料物理化学性能及电化学性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 LiNi_xFe_(1-x)PO_4/C与LiMnyFe_(1-y)PO_4/C复合化合物合成方法 |
| 5.2.2 LiNi_(0.02)Mn_(0.03)Fe_(0.95)PO_4/C复合化合物合成方法 |
| 5.3 材料表征 |
| 5.4 电化学测试 |
| 5.5 测试结果与讨论 |
| 5.5.1 LiNi_xFe_(1-x)PO_4/C正极材料晶体结构分析 |
| 5.5.2 LiNi_xFe_(1-x)PO_4/C正极材料表面形貌分析 |
| 5.5.3 LiNi_xFe_(1-x)PO_4/C正极材料电性能测试 |
| 5.5.4 LiMn_yFe_(1-y)PO_4/C正极材料晶体结构分析 |
| 5.5.5 LiMn_yFe_(1-y)PO_4/C正极材料表面形貌分析 |
| 5.5.6 LiMn_yFe_(1-y)PO_4/C正极材料电性能测试 |
| 5.5.7 LiNi_(0.02)Mn_(0.03)Fe_(0.95)PO_4/C正极材料晶体结构分析 |
| 5.5.8 LiNi_(0.02)Mn_(0.03)Fe_(0.95)PO_4/C正极材料电性能测试 |
| 5.6 用LiNi_(0.02) Mn_(0.03)Fe_(0.95)PO_4/C作为正极材料制作成品电芯的性能测试 |
| 5.6.1 循环寿命测试 |
| 5.6.2 倍率性能测试 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 用LiNi_(0.02)Mn_(0.03)Fe_(0.95)PO_4/C作为正极材料的磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池混合系统研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 锂离子电池/铅酸蓄电池混合动力电池系统组合方案 |
| 6.2.1 方案模型 |
| 6.2.2 LiNi_(0.02)Mn_(0.03)Fe_(0.95)PO_4/C磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池混合电池制作 |
| 6.2.3 理论依据及建模 |
| 6.3 混合动力电池系统充放电性能研究 |
| 6.4 混合动力电池系统性能研究 |
| 6.5 富锂电池与铅酸蓄电池并联混合系统实现的可行性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 科研成果 |
（6）层状锂镍钴锰氧化物正极材料的改性研究进展（论文提纲范文）
| 1 Li-Ni-Co-Mn-O的表面包覆改性 |
| 1.1 单质包覆 |
| 1.1.1 碳包覆 |
| 1.1.2 Ag包覆 |
| 1.2 氧化物包覆 |
| 1.2.1 Y2O3包覆 |
| 1.2.2 Ce O2包覆 |
| 1.2.3 Ti O2包覆 |
| 1.2.4 Zn O包覆 |
| 1.2.5 Al2O3包覆 |
| 1.2.6 V2O5包覆 |
| 1.2.7 Mn O2包覆 |
| 1.3 其他物质包覆 |
| 1.3.1 氟化物包覆 |
| 1.3.2 磷酸盐包覆 |
| 2 Li-Ni-Co-Mn-O的掺杂改性 |
| 2.1 金属离子掺杂 |
| 2.1.1 Ti4+掺杂 |
| 2.1.2 Cr3+掺杂 |
| 2.1.3 Ru3+掺杂 |
| 2.1.4 Co3+掺杂 |
| 2.1.5 Mg2+掺杂 |
| 2.1.6 Mo6+掺杂 |
| 2.1.7 Al3+掺杂 |
| 2.2 非金属离子掺杂 |
| 2.2.1 F-掺杂 |
| 2.2.2 Si4+掺杂 |
| 2.2.3 S掺杂 |
| 2.3 复合掺杂 |
| 3 结语 |
（7）高导电性微球形LiFePO4正极材料的制备及改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展历史 |
| 1.2.2 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池的特点 |
| 1.3 锂离子电池正极材料 |
| 1.3.1 层状结构正极材料 |
| 1.3.2 尖晶石结构正极材料 |
| 1.3.3 聚阴离子结构正极材料 |
| 1.3.4 其它正极材料 |
| 1.4 LiFePO_4正极材料的研究进展 |
| 1.4.1 LiFePO_4的结构特性 |
| 1.4.2 LiFePO_4的电化学特性 |
| 1.4.3 LiFePO_4的合成方法 |
| 1.4.4 LiFePO_4存在的缺陷及其改性 |
| 1.5 本课题的选题意义和主要研究内容 |
| 第2章 实验方法与原理 |
| 2.1 主要实验化学试剂及仪器设备 |
| 2.1.1 主要实验化学试剂 |
| 2.1.2 主要实验仪器设备 |
| 2.2 材料的物理化学性质表征 |
| 2.2.1 X-射线衍射 |
| 2.2.2 透射电镜 |
| 2.2.3 扫描电镜和能谱分析 |
| 2.2.4 X-射线光电子能谱 |
| 2.2.5 傅立叶变换红外光谱 |
| 2.2.6 比表面积测试 |
| 2.2.7 碳含量测试 |
| 2.2.8 激光粒度分析 |
| 2.2.9 振实密度测试 |
| 2.3 材料的电化学性能测试及原理 |
| 2.3.1 电极极片的制备 |
| 2.3.2 扣式电池的组装 |
| 2.3.3 活性物质充放电比容量的计算 |
| 2.3.4 电池的充放电测试 |
| 2.3.5 库仑滴定测试 |
| 2.3.6 循环伏安测试 |
| 2.3.7 恒电流间歇滴定测试 |
| 2.3.8 交流阻抗测试 |
| 第3章 微球形 LiFePO_4/C 的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微球形 LiFePO_4/C 的制备 |
| 3.3 水热反应条件对微球形 LiFePO_4前驱体及产品性能的影响 |
| 3.3.1 氨水浓度的影响 |
| 3.3.2 水热反应时间的影响 |
| 3.4 煅烧条件对微球形 LiFePO_4/C 性能的影响 |
| 3.4.1 煅烧温度对微球形 LiFePO_4/C 性能的影响 |
| 3.4.2 煅烧时间对微球形 LiFePO_4/C 性能的影响 |
| 3.5 微球形 LiFePO_4/C 的性能研究 |
| 3.5.1 微球形 LiFePO_4/C 的粒径分布 |
| 3.5.2 微球形 LiFePO_4/C 的 XPS 分析 |
| 3.5.3 微球形 LiFePO_4/C 的微分容量曲线 |
| 3.5.4 微球形 LiFePO_4/C 的高温性能 |
| 3.5.5 微球形 LiFePO_4/C 的循环性能 |
| 3.5.6 微球形 LiFePO_4/C 的倍率性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 微球形 LiFePO_4/(C+La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3)复合物的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微球形 LiFePO_4/(C+La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3)的制备 |
| 4.3 微球形 LiFePO_4/(C+La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3)的物理特性 |
| 4.3.1 SEM、TEM 和 EDS 分析 |
| 4.3.2 XRD 分析 |
| 4.4 微球形 LiFePO_4/(C+La_(0.56)Li_(0.33)TiO_3)的电化学特性 |
| 4.4.1 倍率性能分析 |
| 4.4.2 微分容量曲线分析 |
| 4.4.3 循环性能分析 |
| 4.4.4 CV 分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Ni和F离子共掺杂微球形LiFe_(1-x)Ni_x(PO_4)_(1-x)F_(3x)/C 的制备及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ni 和 F 离子共掺杂微球形 LiFe_(1-x)Ni_x(PO_4)_(1-x)F_(3x)/C 的制备 |
| 5.3 微球形 LiFe_(1-x)Ni_x(PO_4)_(1-x)F_(3x)/C 的物理特性 |
| 5.3.1 XRD 分析 |
| 5.3.2 FTIR 分析 |
| 5.3.3 SEM、粒径分布和 EDS 分析 |
| 5.4 微球形 LiFe_(1-x)Ni_x(PO_4)_(1-x)F_(3x)/C 的电化学特性 |
| 5.4.1 微分容量曲线分析 |
| 5.4.2 倍率性能分析 |
| 5.4.3 循环性能分析 |
| 5.4.4 交流阻抗分析 |
| 5.4.5 GITT 分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 微球形 LiFePO_4/C 的电化学反应过程热力学及动力学研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微球形 LiFePO_4/C 的电化学反应过程热力学 |
| 6.3 微球形 LiFePO_4/C 的电化学反应过程动力学 |
| 6.3.1 GITT 分析 |
| 6.3.2 EIS 分析 |
| 6.3.3 CV 分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读博士学位期间的科研成果和参加科研情况 |
（8）锂离子电池正极材料LiNixCo1-2xMnxO2的制备和结构，物理性质与电化学性能的关联研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.3 正极材料的选择原则 |
| 1.4 常见锂离子电池正极材料简介 |
| 1.4.1 层状正极材料 |
| 1.4.2 尖晶石正极材料 |
| 1.4.3 聚阴离子氧化物电极材料 |
| 1.4.4 其他正极材料 |
| 1.5 三元层状正极材料特点及研究现状 |
| 1.6 本文选题意义及内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 三元层状材料 LiNi_xCo_(1-2x)Mn_xO_2制备方法及成分优化研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 测试及分析研究手段 |
| 2.2.1 X 射线衍射 |
| 2.2.2 共振光谱 (Raman, FTIR) |
| 2.2.3 电化学循环性能 |
| 2.3 不同合成方法比较研究 |
| 2.3.1 固相法 |
| 2.3.2 溶胶凝胶法 |
| 2.3.3 共沉淀法 |
| 2.4 LiNi_xCo_(1-2x)Mn_xO_2材料结构及电化学性能研究 |
| 2.4.1 LiNi_xCo_(1-2x)Mn_xO_2材料的结构 |
| 2.4.2 材料电化学性能 |
| 2.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第3章 三元材料磁性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验手段及分析方法 |
| 3.2.1 Rietveld 精修 |
| 3.2.2 X 射线光电子能谱(XPS) |
| 3.2.3 磁性测试手段 |
| 3.3 自旋玻璃态 |
| 3.3.1 自旋玻璃态概念 |
| 3.3.2 自旋玻璃态判断方法 |
| 3.4 共沉淀法制备 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2磁性研究 |
| 3.4.1 共沉淀法制备 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2XRD |
| 3.4.2 共沉淀法制备 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2直流磁化率 |
| 3.4.3 共沉淀法制备 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2磁滞曲线 |
| 3.4.4 共沉淀法制备 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2交流磁化率 |
| 3.5 共沉淀法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2磁性研究 |
| 3.5.1 共沉淀法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2XRD |
| 3.5.2 共沉淀法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2XPS |
| 3.5.3 共沉淀法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2直流磁化率 |
| 3.5.4 共沉淀法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2磁滞曲线 |
| 3.5.5 共沉淀法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2交流磁化率 |
| 3.6 柠檬酸盐法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2磁性研究 |
| 3.6.1 柠檬酸盐法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2XRD |
| 3.6.2 柠檬酸盐法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2直流磁化率 |
| 3.6.3 柠檬酸盐法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2磁滞曲线 |
| 3.6.4 柠檬酸盐法制备 LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2交流磁化率 |
| 3.7 讨论与结论 |
| 参考文献 |
| 第4章 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2正极材料结构及电化学性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 测试及分析研究手段简介 |
| 4.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 4.2.2 电化学性质及动力学研究方法 |
| 4.3 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2正极材料结构及形貌研究 |
| 4.3.1 XRD |
| 4.3.2 振动光谱 |
| 4.3.3 XPS |
| 4.3.4 SEM |
| 4.4 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2正极材料电化学性质研究 |
| 4.4.1 充放电曲线及循环性能 |
| 4.4.2 CV |
| 4.5 首次循环内 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2正极材料结构及电化学动力学研究 |
| 4.5.1 不同充电电压下 XRD |
| 4.5.2 不同充电电压下振动光谱 |
| 4.5.3 DSCV |
| 4.5.4 EIS |
| 4.5.5 GITT |
| 4.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第5章 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2正极材料在高电压区间下电化学及表面膜性质联系研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 测试及分析研究手段简介 |
| 5.3 材料电化学性能研究 |
| 5.4 LiNi~(1/3)Co~(1/3)Mn~(1/3)O_2材料结构经充放电循环后的结构性质研究 |
| 5.5 材料表面成分 XPS 研究 |
| 5.6 材料表面形貌 TEM 研究 |
| 5.7 材料电化学动力学研究 |
| 5.8 结论 |
| 参考文献 |
| 第6章 结论与展望 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）锂离子电池富锂锰基LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料的制备及改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 传统锂离子电池正极材料 |
| 1.2.1 锂钴氧化物 |
| 1.2.2 锂镍氧化物 |
| 1.2.3 锂锰氧化物 |
| 1.2.4 层状三元正极材料 |
| 1.2.5 LiFePO_4正极材料 |
| 1.3 xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2(M=Ni、Co、Mn)的研究进展 |
| 1.3.1 xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2的结构特点 |
| 1.3.2 xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2的合成 |
| 1.3.3 xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2的改性 |
| 1.4 本课题的研究目的和研究内容 |
| 2 实验内容和方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2 材料的物理性能测试 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 电镜分析 |
| 2.2.3 透射电镜分析 |
| 2.2.4 差热-热重分析 |
| 2.3 材料的电化学性能测试 |
| 2.3.1 扣式电池组装 |
| 2.3.2 电池充放电性能研究 |
| 2.3.3 循环伏安测试 |
| 2.3.4 交流阻抗测试 |
| 3 正极材料LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2材料的合成 |
| 3.3 焙烧温度对LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的物理性能及电化学性能的影响 |
| 3.3.1 焙烧温度对样品物理性能的影响 |
| 3.3.2 焙烧温度对样品电化学性能的影响 |
| 3.4 pH对LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的物理性能及电化学性能的影响 |
| 3.4.1 pH对样品物理性能的影响 |
| 3.4.2 pH对样品电化学性能的影响 |
| 3.5 溶液浓度对LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的物理性能及电化学性能的影响 |
| 3.5.1 溶液浓度对样品物理性能的影响 |
| 3.5.2 溶液浓度对样品电化学性能的影响 |
| 3.6 络合剂用量对LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的物理性能及电化学性能的影响 |
| 3.6.1 络合剂用量对样品物理性能的影响 |
| 3.6.2 络合剂用量对样品电化学性能的影响 |
| 3.7 优化条件下LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的物理性能及电化学性能 |
| 3.7.1 优化条件下合成LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的结构特征 |
| 3.7.2 优化条件下合成LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的电化学性能 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 LiLi_(0.2 )Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的改性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的Cr掺杂改性 |
| 4.2.1 LiLi_(0.2)Ni_((0.2-0.5x))Mn_((0.6-0.5x))Cr_xO_2材料的合成 |
| 4.2.2 LiLi_(0.2)Ni_((0.2-0.5x))Mn_((0.6-0.5x))Cr_xO_2的物理性能 |
| 4.2.3 LiLi_(0.2)Ni_((0.2-0.5x))Mn_((0.6-0.5x))Cr_xO_2的电化学性能 |
| 4.3 LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的CaF_2包覆改性 |
| 4.3.1 CaF_2包覆LiLi_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的制备方法 |
| 4.3.2 CaF_2包覆量对材料物理性能的影响 |
| 4.3.3 CaF_2包覆量对材料电化学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
（10）锂离子电池正极材料LiVPO4F和Li3V2（PO4）3的合成及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二次锂离子电池的构成及工作原理 |
| 1.3 二次锂离子电池正极材料的选择及研究现状 |
| 1.3.1 锂离子电池正极材料的选择 |
| 1.3.2 钴系正极材料 |
| 1.3.3 镍系正极材料 |
| 1.3.4 锰系正极材料 |
| 1.3.5 钒系正极材料 |
| 1.3.5.1 Li_xVO_2及Li_xV_2O_4正极材料 |
| 1.3.5.2 Li_(1+x)V_3O_8正极材料 |
| 1.3.5.3 LiNiVO_4正极材料 |
| 1.3.5.4 Li_3V_2(PO_4)_3正极材料 |
| 1.3.5.5 LiVPO_4F正极材料 |
| 1.3.6 其它正极材料 |
| 1.3.6.1 锂铁磷酸盐正极材料 |
| 1.3.6.2 导电聚合物正极材料 |
| 1.4 二次锂离子电池的应用 |
| 1.5 本课题的研究内容与目的 |
| 第二章 碳热还原法合成LiVPO_4F及其电化学性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 实验设备和仪器 |
| 2.2.2 主要原料与试剂 |
| 2.2.3 LiVPO_4F的合成 |
| 2.2.4 物相分析 |
| 2.2.5 SEM形貌分析 |
| 2.2.6 碳含量分析 |
| 2.2.7 电池的组装及测试 |
| 2.2.8 循环伏安测试 |
| 2.2.9 交流阻抗测试 |
| 2.3 合成条件对VPO_4和LiVPO_4F晶体结构的影响 |
| 2.3.1 烧结温度和时间对VPO_4和LiVPO_4F晶体结构的影响 |
| 2.3.2 碳含量对VPO_4和LiVPO_4F晶体结构的影响 |
| 2.4 合成条件对VPO_4和LiVPO_4F形貌的影响 |
| 2.4.1 烧结温度和时间对VPO_4和LiVPO_4F形貌的影响 |
| 2.4.2 碳含量对VPO_4和LiVPO_4F形貌的影响 |
| 2.5 合成条件对LiVPO_4F电化学性能的影响 |
| 2.5.1 烧结温度对LiVPO_4F充放电性能的影响 |
| 2.5.2 烧结时间对LiVPO_4F充放电性能的影响 |
| 2.5.3 烧结温度对LiVPO_4F循环性能的影响 |
| 2.5.4 烧结时间对LiVPO_4F循环性能的影响 |
| 2.5.5 碳含量对LiVPO_4F充放电性能的影响 |
| 2.5.6 碳含量对LiVPO_4F循环性能的影响 |
| 2.6 LiVPO_4F的形貌对电化学性能的影响 |
| 2.7 LiVPO_4F电极的交流阻抗研究 |
| 2.7.1 烧结温度对LiVPO_4F阻抗和交换电流密度的影响 |
| 2.7.2 烧结时间对LiVPO_4F阻抗和交换电流密度的影响 |
| 2.8 LiVPO_4F电极的循环伏安研究 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 LiVPO_4F的嵌锂过程动力学研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 材料的制备 |
| 3.2.2 电极的制备与实验电池的装配 |
| 3.2.3 LiVPO_4F电极交换电流密度的测定 |
| 3.2.4 锂离子在LiVPO_4F中的扩散动力学参数的测定 |
| 3.3 LiVPO_4F电极的交换电流密度 |
| 3.3.1 线性极化法测定电极交换电流密度的原理 |
| 3.3.2 LiVPO_4F电极嵌锂量对交换电流密度的影响 |
| 3.4 Li~+离子在LiVPO_4F中的扩散系数 |
| 3.4.1 PITT法测定化学扩散系数(D_(Li)~+)的基本原理 |
| 3.4.2 不同嵌锂量对锂离子在LiVPO_4F中扩散系数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Al掺杂LiV_(1-x)Al_xPO_4F的合成及电化学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 掺杂离子的选择 |
| 4.3 实验 |
| 4.3.1 LiV_(1-x)Al_xPO_4F的制备 |
| 4.3.2 性能测试 |
| 4.4 体相掺杂对LiVPO_4F样品物理性能的影响 |
| 4.4.1 LiV_(1-x)Al_xPO_4F样品的XRD分析 |
| 4.4.2 LiV_(1-x)Al_xPO_4F样品的形貌分析 |
| 4.5 体相掺杂对LiVPO_4F样品电化学性能的影响 |
| 4.5.1 LiV_(1-x)Al_xPO_4F样品的首次充放电性能 |
| 4.5.2 LiV_(1-x)Al_xPO_4F样品的循环性能 |
| 4.6 LiV_(1-x)Al_xPO_4F样品的交流阻抗研究 |
| 4.7 LiV_(1-x)Al_xPO_4F样品电极的循环伏安研究 |
| 4.8 LiV_(1-x)Al_xPO_4F的嵌锂过程动力学研究 |
| 4.8.1 Al掺杂对LiV_(1-x)Al_xPO_4F电极交换电流密度的影响 |
| 4.8.2 Al掺杂对锂离子在LiV_(1-x)Al_xPO_4F中扩散系数的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 溶胶-凝胶法合成LiVPO_4F及其电化学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 溶胶-凝胶的合成以及LiVPO_4F制备 |
| 5.2.3 性能分析 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 pH值的影响 |
| 5.3.2 前驱体的热重分析 |
| 5.3.3 前驱体的红外光谱分析 |
| 5.3.4 溶胶-凝胶法合成LiVPO_4F条件优化实验结果 |
| 5.3.5 XRD分析 |
| 5.3.6 扫描电镜分析 |
| 5.3.7 电化学性能测试 |
| 5.3.8 交流阻抗研究 |
| 5.3.9 循环伏安测试 |
| 5.3.10 LiVPO_4F的嵌锂过程动力学研究 |
| 5.3.10.1 不同方法合成对LiVPO_4F电极交换电流密度的影响 |
| 5.3.10.2 不同方法合成对锂离子在LiVPO_4F中扩散系数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 碳热还原法合成Li_3V_2(PO_4)_3及其性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 Li_3V_2(PO_4)_3的合成 |
| 6.2.2 性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3晶体结构的影响 |
| 6.3.2 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3晶体结构的影响 |
| 6.3.3 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3形貌的影响 |
| 6.3.4 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3形貌的影响 |
| 6.3.5 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3电化学性能的影响 |
| 6.3.6 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3电化学性能的影响 |
| 6.3.7 Li_3V_2(PO_4)_3电极的交流阻抗研究 |
| 6.3.7.1 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3电化学阻抗和交换电流密度的影响 |
| 6.3.7.2 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3电化学阻抗和交换电流密度的影响 |
| 6.3.8 优化条件下合成样品的首次充放电曲线和循环伏安研究 |
| 6.3.9 Li_3V_2(PO_4)_3的嵌锂过程动力学研究 |
| 6.3.9.1 Li_3V_2(PO_4)_3电极的嵌锂量对交换电流密度的影响 |
| 6.3.9.2 不同嵌锂量对锂离子在Li_3V_2(PO_4)_3中扩散系数的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 低温固相反应合成Li_3V_2(PO_4)_3及其性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验 |
| 7.2.1 Li_3V_2(PO_4)_3的合成 |
| 7.2.2 性能测试 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3晶体结构的影响 |
| 7.3.2 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3晶体结构的影响 |
| 7.3.3 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3形貌的影响 |
| 7.3.4 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3形貌的影响 |
| 7.3.5 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3充放电性能的影响 |
| 7.3.6 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3循环性能的影响 |
| 7.3.7 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3充放电性能的影响 |
| 7.3.8 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3循环性能的影响 |
| 7.4 Li_3V_2(PO_4)_3的交流阻抗研究 |
| 7.4.1 烧结温度对Li_3V_2(PO_4)_3电化学阻抗和交换电流密度的影响 |
| 7.4.2 烧结时间对Li_3V_2(PO_4)_3电化学阻抗和交换电流密度的影响 |
| 7.5 循环伏安测试 |
| 7.6 Li_3V_2(PO_4)_3的嵌锂过程动力学研究 |
| 7.6.1 不同方法合成对Li_3V_2(PO_4)_3电极交换电流密度的影响 |
| 7.6.2 不同方法合成对锂离子在Li_3V_2(PO_4)_3中扩散系数的影响 |
| 7.7 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读博士学位期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
四、柠檬酸盐溶胶凝胶法合成Li_(1+2x)Zn_(1-x)PO_4及其离子导电性（论文参考文献）
- [1]微纳米磷酸铁制备机理研究[D]. 宋依桐. 辽宁科技大学, 2021
- [2]锂离子电池Li2CoSiO4正极材料掺杂改性及形貌研究[D]. 杜文强. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2020(01)
- [3]基于合成视角的超价阳离子掺杂LiMnPO4正极材料研究[D]. 陈伟. 昆明理工大学, 2020
- [4]石榴石结构锂离子固体电解质的烧结和优化[D]. 黄晓. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2018(12)
- [5]高性能锂离子电池正极材料的制备、修饰及与铅酸电池混合系统的研究[D]. 袁好. 湘潭大学, 2016(06)
- [6]层状锂镍钴锰氧化物正极材料的改性研究进展[J]. 班丽卿,庄卫东,卢华权,尹艳萍,王忠. 稀有金属, 2013(05)
- [7]高导电性微球形LiFePO4正极材料的制备及改性研究[D]. 舒洪波. 湘潭大学, 2013(03)
- [8]锂离子电池正极材料LiNixCo1-2xMnxO2的制备和结构，物理性质与电化学性能的关联研究[D]. 别晓非. 吉林大学, 2013(08)
- [9]锂离子电池富锂锰基LiLi0.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料的制备及改性研究[D]. 朱伟雄. 中南大学, 2013(05)
- [10]锂离子电池正极材料LiVPO4F和Li3V2（PO4）3的合成及电化学性能研究[D]. 钟胜奎. 中南大学, 2007(01)