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锂离子电池正负极材料研究现状

时间:2018-12-27 20:17来源:毕业论文
锂离子电池正极材料研究现状高能锂离子电池想要更好地发展的关键任务之一是要开发高容量正极材料,尽管从理论上来讲有很多物质是可以脱嵌锂的,但是若想要制备成能满足能作为

锂离子电池正极材料研究现状高能锂离子电池想要更好地发展的关键任务之一是要开发高容量正极材料,尽管从理论上来讲有很多物质是可以脱嵌锂的,但是若想要制备成能满足能作为电池正极材料的物质却并非容易。31995
正极材料在性质上一般应满足:
    充放电位必须在规定的电位范围之内,溶解于电解质的液体中有好的性能;
    整个锂离子电极动力的过程要保持温和状态;
    具有极高的可逆性质;
    在全锂化的情况下保持良好的稳定性能。制作锂离子电池的原料价格合理最好容易获得;
    锂离子的电池制作流程操作简易。论文网
电池材料在结构上应满足:
    隧道状或者层状结构,有助于锂离子脱嵌,锂离子在脱嵌时无结构上的变化,电极具备较好的可逆性。
    锂离子嵌入和脱出量大,电极的容量较高,锂离子在脱嵌的过程中吉布斯自由能变化不大,来确保有稳定的充放电平台。
    在材料中锂离子有着较大的扩散系数,以至于电池可以迅速的充电放电。
目前正极材料研究的主要方向集中在层状LiMO2和尖晶石LiM2O4(M=Co、Ni、Mn、V等过渡金属离子)的化合物。其中研究最多的是过渡金属氧化物LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4作为正极材料。为了研发出高电压、高比容量、高循环稳定性的正极材料,一方面对现在有的材料性能进行改善,可以利用掺杂其他元素的方法来改变材料的晶体结构或者改进制备工艺来改变材料的晶型或者其化学计量比;另一方面则可以通过对于新的材料开发,比如制备出无定形结构或者多孔的复合材料。随着锂离子电池产业的发展,一批批新的正极材料被相继推出。锂钒氧化物:以其比容量高、成本低、污染少等优点成为最具潜力来发展的锂离子正极材料之一。 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
5锂离子电池负极材料研究进展
锂离子电池的负极是将负极活性物质非碳材料或碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铝箔两测,通过干燥、滚压制作而成。锂离子电池能否成功地被制成,能否制备出可逆地脱/嵌锂离子电池的负极材料是其关键所在。
理想的负极材料应具备以下几个特点:
    锂离子在负极基体中有尽可能低的插入氧化还原电位,接近金属锂的电位,从而使电池的输出电压高。
    具有相对较好的充放电效率和循环寿命;
    第一次不可逆容量相对小;
    具有相对高的结构稳定性、化学稳定性和热稳定性且与电解质溶剂的相容能力强;
    比容量较高;
    安全,无污染;
    有着丰富的资源,合理的价格,制作工艺简易等。
现有的负极材料同时满足上述所有要求是很难做到的。因此,探究和制造出电化学性能更好的负极材料已经成为锂电池研究领域的新航道。目前的锂离子的电池负极材料研究主要包括:(l)合金类材料;(2)碳基材料;(3)含锂过渡金属氮化物; (4)金属氧化物系列。
1.2.6 Li2MnO3-LiMO2材料的制备方法
Li2MnO3-LiMO2材料的制备工艺主要有共沉淀法,溶胶- 凝胶法,固相法,
共沉淀法是最主要的制作富锂正极材料的方法,所以它是研究领域最广泛的方法之一,正优于采用此种工艺制作出的电池的电化学稳定性较好,若该种方法按照前驱体的种类分,通常可分为氢氧化物共沉淀法和碳酸盐共沉淀法。
溶胶- 凝胶法作为一种软化学法是目前为止发展的较新较快的,原料一般为有机酸盐,混合上螯合剂,在一定条件下使其凝胶化,干燥后再通过热处理的方法得到我们所需要的产物。这种方法能使原料中的各组分达到原子级水平并混合均匀,这种方法的优点是制备出的材料性能相对好,不过相对成本也高[8]。 锂离子电池正负极材料研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20181227/28372.html
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