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《湘潭大学》 2011年
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钴酸锂超细粉末的制备及其电化学性能表征

文静静  
【摘要】:钴酸锂电极材料具有较高的比容量和良好的循环稳定性能,是目前广泛使用的锂离子电池常用的正极材料之一。传统的固相反应法合成钴酸锂需要在850°C以上的高温,得到粉末的颗粒尺寸比较大,并且化学成分不太均匀。颗粒尺寸大的钴酸锂粉末比表面积小,电化学反应的活性低,导致充放电速率慢且能量密度较低。为了克服这些困难,很多研究一直致力于合成粒径较小的钴酸锂粉末,而以溶胶凝胶为基础的溶液法是一种非常具有吸引力的替代方法。在溶液法制备粉末材料的过程中,反应物各成份能在溶液中实现均匀混合,能够在较低的温度下制备所需材料,有效地缩短了反应时间。 本文以LiCoO_2电极材料为研究对象,以乙酸锂和乙酸钴为原材料,分别采用柠檬酸、马来酸、丙酸、丙烯酸作为螯合剂制备了LiCoO_2粉末。采用X射线衍射和扫描电镜测试比较了四种螯合剂制备的样品结果,其中丙烯酸作为螯合剂的最好。之后选择丙烯酸作为螯合剂,系统地研究了溶胶凝胶法和静电纺丝法制备钴酸锂粉末的工艺。 采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜分别表征了两种方法制备的钴酸锂粉末的微观结构和形貌。将制备的LiCoO_2电极材料作为正极,锂片作为对电极,以1 mol/L的LiPF6/EC+DMC(体积比1:1)为电解液,在充满氩气的手套箱里组装成CR2025型扣式电池。分别采用电化学工作站、电池充放电测试仪测试了扣式电池的循环伏安和恒流充放电性能,并比较了两种方法制备样品的测试结果。 在相对较低的烧结温度下,通过静电纺丝法得到了结晶性很好、晶粒尺寸较小的钴酸锂粉末。相对于溶胶凝胶法,静电纺丝法制备的钴酸锂粉末具有更好的首次充放电和循环稳定性。采用La2O3对静电纺丝制备的LiCoO_2粉末进行表面包覆改性后,其循环性能有明显的改善。在经过30次循环后,放电容量保持为首次的91%,50次充放电后,仍然可以保持首次的83%。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM912

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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