导　　师： 张震

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 当前正极材料是锂离子电池发展的瓶颈,开发新一代高比容量、长循环寿命、的锂离子电池正极材料至关重要。富锂材料由于其高理论比容量、高电压平台而受到人们的广泛关注。但是其循环性能较差,且比容量还不够高,这些缺点限制了它在锂离子电池上的商业应用。本论文采用共沉淀法合成了Li1.2Ni0.2Co0.08Mn0.52O2富锂正极材料,并对其分别进行钾离子掺杂和Al2O3包覆,采用XRD、SEM、TEM和XPS手段对材料进行表征,并利用恒电流充放电、循环伏安法、交流阻抗法等测试来分析材料的电化学性能。（1）对Li1.2Ni0.2Co0.08Mn0.52O2富锂材料的合成条件进行了探索,研究了过渡金属离子浓度、反应时间、煅烧温度对材料微观结构和电化学性能的影响。发现过渡金属离子浓度为1.0 mol L-1、反应时间为15 h、煅烧温度为900°C的条件为较为合适的合成条件。（2）通过简单的共沉淀法合成了K+掺杂的Li1.2Ni0.2Co0.08Mn0.52O2材料（记为LNCM-K）。XRD和SEM显示LNCM-K具有更为有序的结构和更好的形貌。在常温和0.5 C的倍率下LNCM-K呈现出280.4 mAh g-1的超高容量,200圈后容量保持率高达93.4%。这些良好的电化学性能来源于K+掺杂后撑开了Li层,给Li+提供了更多的空间,从而更有利于Li+的脱嵌,并且K+掺杂能够抑制尖晶石相的生成。我们也用交流阻抗法研究了锂离子脱嵌动力学,发现随着温度升高,电荷转移阻抗减小,锂离子扩散系数增大,计算出电荷转移活化能和锂离子扩散活化能分别约为60 kJ mol-1和120 kJ mol-1,锂离子扩散活化能大于电荷转移活化能,表明锂离子扩散较为缓慢,电化学反应相对迅速。（3）通过溶剂热法合成了Al2O3包覆的Li1.2Ni0.2Co0.08Mn0.52O2材料。Al2O3包覆在常温和高温下都能够提高材料的循环稳定性,常温下Al2O3包覆的材料在0.5 C的倍率下循环150圈,容量保持率高达92%以上,且在85°C和5 C的�

关 键 词： 锂离子电池 富锂正极 钾离子掺杂 动力学 包覆

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