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2、技的快速发展,对电池的性能提 出了更高的要求。锂离子电池以其工作电压高、能量密度太、循环寿命长、自放 电小、无记忆效应和“绿色”环保等优点而成为可移动电源的首选。进一步提高 电池性能和降低电极材料成本是锂离子电池发展和改进的主要方向。本文在详细 评述了锂离子电池及其日三极材料研究进展的基础上,选取橄榄石结构的。 为研究对象,对其合成和改性进行了详细研究。 采用固相合成方法制备了“,研究了合成条件对物理性能及 其电化学性能的影响,讨论了反应的温度、时间、掺杂物质的种类以及掺杂物质 的量对材料性能的影响,以正交实验确定了最佳反应条件。 采用了和对产物进行了分析。采用了掺杂金属离子和包覆碳的方 法来
3、提高。的电化学性能。研究表明,掺杂金属镁离子的效果最为理想, 首次放电容量达到,:在包覆碳的材料中,蔗糖的效果最为理想,最高 的放电容量可达到,且循环容量基本没有衰减,碳含量只占。 首次使用了微波合成,在分钟即可以完成反应。研究表明,微 波台成样品的粒度较小,掺杂蔗糖的样品首次放电容量达到了,循环 性能良好。 采用了粉末微电极循环伏安和交流阻抗技术对“嵌锂动力学进行了 研究。研究表明当扫描速度小于时,峰电流与扫描速度的二分之一次方 成正比。利用交流熙抗亢津测定扩散系数在廿左右,随着嵌入电位的升 高,扩散系数先磋囊后繇 关键词:锂离子电池橄榄石型,掺杂,改性,正极材料 中南火学硕十学何论丈 摘要
4、 , 。 () , 托 , , !量毛 , 窟 茸他 ( ) , ( 。叫) , 卜 , ( ?。) 。 峰 中南大学硕士乎位论文 王 摘要 () 。 ? () : , , 原创性声明 本人声明,所呈交的学位论文是奉人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外,论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果, 也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材 料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献已在论文中作了明 确的说明。 作者签名: 日期: 年 月 日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学
5、校 有权保留学位论文,允许学位论文被查阅;学校可以公布学位论 文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位 论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名: 导师签名 日期: 年 月 日 中南人学硕十学托论文 第一章文献综述 第一章 引言 文献综述 能源是与人类社会的生存与发展休戚相关的。可持续发展是全人类共同的 愿望和奋斗目标。为了实现可持续发展,必须保护人类赖以生存的自然环境和 自然资源,这是人类进入世纪面瞄的严重挑战。近年来,由于环境污染和能 源匮乏的压力,迫使各国努力寻找新的能源和发展新的交通工具,同时随着信 息技术的发展,航天技术和现代化武器迫切需要,小
6、型分立的可移动的电源需 求增长很快。因此日本、美国、欧洲均投入巨资来研制新一代比能量高,比 功率大,寿命长,无污染,成本低的高性能二次电池。发展新能源及新能源材 料是世纪必须解决的重大课题。 从能源的应用形态看,小型分立的可移动电源的需求增长很快,这主要是 信息技术发展的结果。特别是近十年来,笔记本电脑、手提电话等移动通讯、 摄像机、声响设备以及一些军用电子设备等的发展,对电池的能量密度要求更 高,并要求能反复使用。因此促进了高容!垂二次电池的发展,当前二次电池已 成为新能源发展的重要方向之一。在众多的二次电池体系中,锂二次电池以其 工作电压高、能量密度大和质量轻等优点丽倍受人们的青睐。 锂二
7、次电池的发展,关键是电池材料的发展。由于锂是金属中最轻的元素, 且标准电极电位为,是金属元素中电位最负的元素因此人们最初选 择金属锂为锂二次电池的负极材料当时选择的高电位正极活性物质,是、 和最等无机物,由于它们在有机电解质中发生溶解,因而无法构成具 有长储存寿命和长循环寿命的实用化电池体系,倒是使得锂一次电池得到发展 和应用。年前后,随着对嵌入化舍物的研究,人们发现锂离子可在砸 和等嵌入化舍物的晶格中嵌入或脱嵌。利用这一原理,美国制各了扣式 姗蓄电池,加拿大的 公司推出了圆柱型叫锂二:次电池, 电池的发展陷于停顿州。 并于年前后投入规模生产及应用。但出于会属锂在充放电过程中容易形成 技晶,导致电池内部短路。加拿大 疆公司的爆炸事故几乎使锂二次 锂二次电池的突破性发展源于阿曼德()的“摇椅电