掺杂镍酸锂论文-彭运吉

掺杂镍酸锂论文-彭运吉

导读:本文包含了掺杂镍酸锂论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:锂离子电池,正极材料,掺杂镍酸锂,熔盐包裹法

掺杂镍酸锂论文文献综述

彭运吉[1](2007)在《球形掺杂镍酸锂的熔盐包裹法合成及结构性能研究》一文中研究指出目前商业用的锂离子电池主要采用钴酸锂(LiCoO_2)为正极材料。由于钴资源缺乏、价格昂贵及毒性较高,开发少钴或无钴的新型正极材料成为锂离子电池的重要发展方向。镍酸锂(LiNiO_2)是一种很重要的锂离子电池正极材料,由于其实际容量高于钴酸锂,而且资源比较丰富,价格较低、毒性较低,很有希望成为替代钴酸锂的新型正极材料。但镍酸锂存在合成条件苛刻、容易形成非化学计量化合物、循环性和热稳定性差等问题。尽管前人在镍酸锂的合成及掺杂改性方面做了大量的工作,并取得了长足进步,一些少钴和无钴掺杂镍酸锂虽然显示出良好的性能和应用前景,但多数是在氧气环境下合成,空气中合成的研究很少。而在空气环境下合成无钴和少钴掺杂镍酸锂对于降低锂离子电池正极材料的生产成本具有重要意义。本文在综合分析锂离子电池正极材料尤其是镍酸锂研究现状的基础上,选择钴、铝两种掺杂改性效果良好的元素作为掺杂元素,采用新合成方法—熔盐包裹法在空气中进行了合成试验,研究了在空气中合成钴铝复合掺杂镍酸锂的方法、工艺条件以及合成产物的性能,得到以下主要认识和研究成果。1.从晶体结构入手,系统分析了镍酸锂存在的问题及其原因,归纳了解决镍酸锂存在问题的办法,总结了掺杂元素对镍酸锂的结构和性能的影响。认为镍酸锂存在的种种问题,均与其结构有关。尽管通过优化合成条件可以得到接近化学计量的镍酸锂,在一定程度上提高其充放电容量,但不能从根本上解决其循环性能和热稳定差的问题。要从根本上解决镍酸锂循环性能和热稳定差的问题,关键是通过掺杂改性稳定其晶体结构。2.以LiNO_3、Co(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)3·#9H_2O和球形Ni(OH)_2为原料,利用熔盐包裹法在空气环境下成功合成了具有α-NaFeO_2型层状有序结构的球形钴铝复合掺杂镍酸锂LiNi_(0.8-x)Co_(0.2)Al_xO_2和无钴掺铝镍酸锂LiNi_(1-x)Al_xO_2。采用XRD、SEM、电池性能测试仪和DSC等测试手段系统研究了合成产物的物相、结构、形貌、电化学性能,考察了合成温度、合成时间、掺铝量、锂过量等因素对合成产物结构和性能的影响。获得了采用熔盐包裹法在空气中合成铝钴复合掺杂镍酸锂和无钴掺铝镍酸锂的工艺条件参数。研究表明在镍酸锂中掺入适量的Co和Al或者单一的Al,能有效的抑制二价镍进入锂层,减少占据3a位的二价镍数量,提高阳离子的有序度,促进α-NaFeO_2型层状有序结构的形成,稳定晶体结构,降低合成难度。充放电实验表明,在空气环境下合成的钴铝复合掺杂镍酸锂和掺铝镍酸锂具有良好的充放电性能。在2.5~4.35V之间充放电,LiNi_(0.7)Co_(0.2)Al_(0.1)O_2的放电比容量达154.3mAh/g,而LiNi_(0.95)Al_(0.05)O_2的首次放电比容量达176 mAh/g。3.采用DSC和离位XRD分析技术对合成材料的热稳定性和充放电过程中的结构稳定性进行了研究。DSC分析结果显示,掺杂镍酸锂的热稳定性比没有掺杂的镍酸锂显着提高,放热峰推迟50~60℃,且放热量降低。证实了钴铝复合掺杂和单独掺铝均能显着提高镍酸锂基正极材料的热稳定性。离位XRD分析结果显示,在2.5~5V之间充放电,所合成的LiNi_(0.7)Co_(0.2)Al_(0.1)O_2材料没有出现明显的结构相变,表现出优良的结构稳定性,证实了Co、Al的复合掺杂能够抑制镍酸锂基正极材料结构相变,稳定材料的α-NaFeO_2型层状结构,提高LiNiO2基正极材料在充放电过程中的结构稳定性,从而改善镍酸锂基正极材料的充放电性能。(本文来源于《桂林工学院》期刊2007-04-01)

顾大明,谢颖,史鹏飞,付宏刚[2](2006)在《钴掺杂镍酸锂的密度泛函计算及电化学性能》一文中研究指出LiNiO2 and LiNi0.5Co0.5O2 cathodes for lithium-ion batteries were synthesized with co-precipitation method and their electrochemical property was characterized by Galvanostatic cycling. Meanwhile, plane-wave pseudopotential method base on density functional theory was used to calculate average cell voltage and the electronic structure of LiNiO2 and LiNi0.5Co0.5O2. The experimental and computational results showed that the average voltage of the cell decreased as Li-ion intercalated to the host cathode (discharge); The potential of LixNi0.5Co0.5O2 was higher than that of LixNiO2 (when 0.25≤x≤0.5). The calculations also indicated that the distortion of the NiO6 octahedron in LixNiO2 was decreased by Co-doped. During the Li-ion intercalates to the host cathode, the micro-structures of NiO6 and CoO6 in the LixNi0.5Co0.5O2 were mutually stabilized, the Jahn-Teller effect was weakened and the electrochemical properties of the materials were enhanced.(本文来源于《无机化学学报》期刊2006年04期)

掺杂镍酸锂论文开题报告

(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:

LiNiO2 and LiNi0.5Co0.5O2 cathodes for lithium-ion batteries were synthesized with co-precipitation method and their electrochemical property was characterized by Galvanostatic cycling. Meanwhile, plane-wave pseudopotential method base on density functional theory was used to calculate average cell voltage and the electronic structure of LiNiO2 and LiNi0.5Co0.5O2. The experimental and computational results showed that the average voltage of the cell decreased as Li-ion intercalated to the host cathode (discharge); The potential of LixNi0.5Co0.5O2 was higher than that of LixNiO2 (when 0.25≤x≤0.5). The calculations also indicated that the distortion of the NiO6 octahedron in LixNiO2 was decreased by Co-doped. During the Li-ion intercalates to the host cathode, the micro-structures of NiO6 and CoO6 in the LixNi0.5Co0.5O2 were mutually stabilized, the Jahn-Teller effect was weakened and the electrochemical properties of the materials were enhanced.

(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。

掺杂镍酸锂论文参考文献

[1].彭运吉.球形掺杂镍酸锂的熔盐包裹法合成及结构性能研究[D].桂林工学院.2007

[2].顾大明,谢颖,史鹏飞,付宏刚.钴掺杂镍酸锂的密度泛函计算及电化学性能[J].无机化学学报.2006

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