收藏本站
《西北工业大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锂离子电池正极材料粉体合成和制备研究

苏力宏  
【摘要】: 电子信息时代对移动电源需求快速增长,适应这一形势而出现的锂离子电池不仅具有高电压、高质量比电容量的突出优点,而且循环寿命长、安全性能好,使其在多方面展示了广阔的应用前景,成为近几年移动电源领域研究的热点。然而目前锂离子电池正极材料在比电容量、循环寿命方面存在大量有待提高的问题。其中关键问题之一,就是如何制成高活性、晶体结构缺陷少和不存在无序杂质的锂离子电池电极正极材料。 理论研究和实验表明,粉体固相反应原料的粒度细,则固相反应温度可以降低,更有利于制成高活性材料,超细原料低温固相反应制备出的正极材料比电容量高而且晶体结构缺陷更少。本文从制备超细和纯度高的Co3O4原料出发,进行了低温固相法合成研究,力图解决这些问题。 首先提出均匀凝胶沉淀法新方法,采用此新技术合成了超细Co3O4,研究了各种因素对合成过程的影响,采用复配沉降剂,获得了絮凝状中间体,经测试证明絮凝状中间体含有大量羟基。经试验获得均匀凝胶沉淀法新技术优化后的工艺参数为:反应温度控制为273.15K左右,pH值为9.0-9.5之间,搅拌转数为300转/分,陈化时间24hr以上,水洗去除杂质,按温度分步烘干。所制得超细Co3O4粉体与国产其他同类产品相比,具有X-衍射测试特征峰宽化明显,并且随着2θ角增大,同一晶面半高峰宽增加,显示晶胞超细化;d值与标准卡片对比准确,表明生成了完整的Co3O4晶胞。粒度分布窄,按体积计D50%为2.5μm左右,比表面积为2.906m2/g。按颗粒数目计D50为0.069μm,比表面积为8.49m2/g,分散性好。所制Co3O4粉体形貌为球形,不同于国产的棒状型和球形团聚体,显示了材料制备理论上公认的原料各向同性的优点。其疏松密度明显低于市场国产其它产品,约为其1/8-1/10。化学性能测试表明,得到的Co3O4杂质含量少,钴含量达到72.83%,表明Co3O4已充分氧化。 以自制超细Co3O4为原料,进行了钴酸锂固相法合成反应,研究了影响整个过程的各个因素,优化了混合、研磨、固相反应温度、以及洗涤除杂等工艺参数。Co3O4粉体与Li2CO3研磨达到外观观察混合均匀的条件下,超细Co3O4产品所需时间(约1h)是市售Co3O4(约4-5h)的1/4-1/5。在低温(400℃)超细Co3O4固相反应制备的钴酸锂粉体为层状结构,晶格结构完整,其粉体粒度D50%为
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM912

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 蒋劼;超细球形四氧化三钴的制备及其性能的研究[D];南京理工大学;2012年
2 汤展峰;钴铝复合金属氧化物包覆锂离子电池正极材料的制备和电化学性能研究[D];北京化工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟文彬,杨玉玺,张昭;湿化学法制备四氧化三钴的研究──热力学分析[J];四川有色金属;2000年01期
2 刘业翔,胡国荣,禹筱元;锂离子电池研究与开发的新进展——第11届国际锂电池会议述评[J];电池;2002年05期
3 马树华,景遐斌,王佛松;锂离子电池负极碳材料的表面改性与修饰 Ⅲ.人工施加的固体电解质膜对锂碳负极电池性能的改善[J];电化学;1997年03期
4 尤金跨,杨勇,舒东,吴升晖,张英春,林祖赓;锂离子电池纳米电极材料研究[J];电化学;1998年01期
5 钟俊辉;锂离子电池的正极材料[J];电源技术;1997年04期
6 杨晓西,王铁军,丁静,杨建平;锂离子电池及其材料的发展近况[J];华南理工大学学报(自然科学版);1999年05期
7 周恒辉,慈云祥,刘昌炎;锂离子电池电极材料研究进展[J];化学进展;1998年01期
8 吴宇平,方世璧,江英彦;锂在炭材料中的可逆高储存机理[J];化学通报;1998年04期
9 赖琼钰,卢集政,邹宏如;摇椅锂离子二次电池及其嵌入式电极材料[J];化学研究与应用;1998年01期
10 卢集政,赖琼钰;锂嵌脱化合物LiMn_2O_4的微波烧结研究[J];化学研究与应用;1998年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 孙逢春;王震坡;孙立清;;电动汽车技术经济性分析与研究[A];2002中国电动汽车研究与开发[C];2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾祖亮;锂离子电池正极材料技术进展[J];四川有色金属;2000年01期
2 陶菲,沈俊,张昭;溶胶—凝胶—酯化法制备锂离子电池正极材料尖晶石LiMn_2O_4[J];四川有色金属;2003年03期
3 周震涛,周晓斌;聚四氟乙烯在锌—空气电池中的应用[J];工程塑料应用;2001年01期
4 曹端林;陈树森;;重结晶法从醋酐法制备HMX工艺中回收RDX及其安定性测试[J];兵工安全技术;1996年04期
5 闫时建,田文怀,其鲁;锂离子电池正极材料钴酸锂近期研制进展[J];兵器材料科学与工程;2005年01期
6 李素珍,朱惜林,赵增祺,熊玮;锂离子二次电池LiMn_2O_4正极材料的研究进展[J];包钢科技;2002年02期
7 蔡建国,周展云,邓修;超临界CO_2-GAS重结晶HMX过程温度对晶体形貌的影响[J];火炸药学报;2000年04期
8 蔡建国,邓修;超临界CO_2GAS沉析HMX制细过程的影响因素[J];火炸药学报;2003年04期
9 陆庆武;直接制备不同粒度分布奥克托今的方法[J];兵工学报;1989年01期
10 李群生,张远谋;连续多级逆流分步结晶的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金朝庆;谢凯;洪晓斌;;Li-Nafion的分子模拟——论证Li-Nafion在锂离子电池中应用的可能性[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
2 陆志刚;刘怡;雷金勇;陈满;陈磊;李达;;电池储能在电力系统应用和技术经济分析[A];第十三届中国科协年会第15分会场-大规模储能技术的发展与应用研讨会论文集[C];2011年
3 苏力宏;胡克文;艾艳玲;王一光;赵旭;张亮;;镁锂离子二次电池和电容固溶体正极材料制备的探索研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
4 张万红;岳敏;王涛;;锂离子电池氧化锌包覆高电位正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
5 肖志平;王英;唐仁衡;肖方明;;锂离子电池新型负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究现状与进展[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
6 魏坤;石燕;周新木;贺伦燕;彭德院;;氧化锆系复合氧化物超细粉末的制备工艺及其机理研究[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
7 梁亮;王玮;吴惠康;房晶瑞;鲍玉胜;;聚合物电解质的研究与进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
8 陈月明;李浩;麻小挺;朱宝库;张诚;;锂离子电池用PVDF/硅油共混隔膜制备及性能[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
9 贾国凤;李法强;彭正军;杨雷雷;李世友;;锂二次电池电解质锂盐LiODFB的热分解研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
10 王译莹;李庆;聂明;黎雪莲;林华;李元;张宇;;水浴法制备δ-MnO_2纳米花状球及其电化学性能研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张相洋;杂质存在条件下的乳酸锌结晶行为研究[D];华东理工大学;2010年
2 罗丹;锂离子电池用凝胶聚合物电解质的设计、制备及表征[D];浙江大学;2010年
3 相佳媛;锂离子电池相变型负极材料铜、镍系化合物的设计制备及改性研究[D];浙江大学;2011年
4 窦树梅;锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O体系的制备与改性研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 李文成;电动汽车用C-LiFePO_4动力电池制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
6 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
7 陈葵;红霉素结晶过程研究[D];华东理工大学;2011年
8 于成峰;钢厂冷轧废酸再生中氧化铁粉的提纯与应用研究[D];华东理工大学;2011年
9 李灵均;综合利用红土镍矿制备锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2和LiFePO_4的研究[D];中南大学;2011年
10 蒋庆来;浆料喷雾干燥法制备球形锰酸锂正极材料及其改性研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尹永奎;钨、钼酸钡微纳米材料的控制合成及荧光性研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 黄国雅;电沉积法制备ZnSe薄膜[D];长春理工大学;2010年
3 林俊;串联动力蓄电池均衡充电技术的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 李艳;锌镍电池电极材料氧化锌纳米化与表面包覆及其电化学性能[D];浙江理工大学;2010年
5 赵飞;锌酸钙制备方法和生成机制及锌枝晶的研究[D];郑州大学;2010年
6 朱伟;熔盐法制备LiFePO_4锂离子电池正极材料的研究[D];长沙理工大学;2010年
7 张亮;尖晶石型钾离子筛的水热合成及其镍铬掺杂研究[D];中国海洋大学;2010年
8 李利民;含氮活性碳材料的制备及其电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
9 刘石峰;三维有序大孔HAlMnO_4锂离子筛的制备及其吸附特性研究[D];湘潭大学;2010年
10 王雁生;锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及其改性研究[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟文彬,杨玉玺,张昭;湿化学法制备四氧化三钴的研究──热力学分析[J];四川有色金属;2000年01期
2 周健;戴秀珍;;B元素对正极材料LiCoO_2结构及性能的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年02期
3 张晓雨;;尖晶石型锰酸锂正极材料简介[J];北京大学学报(自然科学版);2006年S1期
4 ;Effects of Al,F dual substitutions on the structure and electrochemical properties of lithium manganese oxide[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年02期
5 周振平;赵世玺;柳震;郝华;刘韩星;;正极材料Li_xMn_2O_4容量在循环过程中的损失机理研究[J];材料导报;2001年05期
6 杨威,曹传堂,曹传宝;共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiFePO_4及其性能研究[J];材料工程;2005年06期
7 黄振谦,张昭;锂离子电池(RCB)的研究现状[J];电池;1995年03期
8 任学佑;锂离子电池及其发展前景[J];电池;1996年01期
9 钟俊辉;锂离子电池及其材料[J];电池;1996年02期
10 任学佑;锂离子电池的新进展[J];电池;1997年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈松;湿法制备单分散Co_3O_4粉末的形貌和粒度控制研究[D];中南大学;2003年
2 杨占旭;高安全性锂离子电池正极材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王剑锋;电池级四氧化三钴的实验研究及中试[D];中南大学;2005年
2 陈平;超细四氧化三钴的合成与电化学性能研究[D];湘潭大学;2007年
3 曾雯雯;不同形貌四氧化三钴的电容性能研究[D];中南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周志才,邓朝阳,苏玉长,徐仲榆;用热处理石油焦作锂离子电池负极的探讨[J];电池;1997年04期
2 黄振谦,张昭,陈湘平;锂离子电池负极材料的研究[J];电池;1998年02期
3 王丽卡,詹晋华,周松毅;锂离子电池负极成型工艺初探[J];电池;1998年02期
4 郑青军,李国勋,刘人敏;锂离子电池碳阳极的容量及嵌锂机理[J];电池;1998年04期
5 马树华,景遐斌,王佛松;锂离子电池负极碳材料的表面改性与修饰 Ⅲ.人工施加的固体电解质膜对锂碳负极电池性能的改善[J];电化学;1997年03期
6 董全峰,杨汉西,艾新平,胡晓宏,李升宪;薄膜塑料锂离子电池的初步研究[J];电化学;1998年01期
7 尤金跨,杨勇,舒东,吴升晖,张英春,林祖赓;锂离子电池纳米电极材料研究[J];电化学;1998年01期
8 吴宇平,万春荣,姜长印,李建军;锂离子二次电池碳负极材料的改性[J];电化学;1998年03期
9 汪继强;新春寄语[J];电源技术;1996年01期
10 钟俊辉;锂离子电池的正极材料[J];电源技术;1997年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郝运来;钱文生;;LiCo_(0.95)Al_(0.03)Zr_(0.02)O_2材料的制备与电化学性能研究[J];合肥学院学报(自然科学版);2006年S1期
2 何向明,蒲薇华,王久林,姜长印,万春荣;锂离子电池富硫聚合物正极材料的研究进展[J];电池;2005年04期
3 唐致远;胡冉;王雷;;5V锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的研究进展[J];化工进展;2006年01期
4 季勇;王志兴;尹周澜;郭华军;彭文杰;李新海;;正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的合成及性能[J];无机化学学报;2007年04期
5 曲涛;田彦文;翟玉春;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的发展[J];材料导报;2004年02期
6 黄小文,史鹏飞;熔融浸渍法制备锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的研究[J];分子科学学报;2005年03期
7 常照荣,齐霞,吴锋,汤宏伟,孙东;低共熔混合锂盐合成LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究[J];应用化工;2005年09期
8 刘进,吴绍华,兰尧中;锂离子电池正极材料的研究与开发现状[J];云南冶金;2005年05期
9 代克化;王银杰;何平;谢燕婷;其鲁;;高密度LiMn_(0.4)Ni_(0.4)Co_(0.2)O_2正极材料的合成与研究[J];北京大学学报(自然科学版);2006年S1期
10 卞锡奎;;薄膜二次锂离子电池正极研究进展[J];实验室科学;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘国强;曾潮流;杨柯;;锂离子电池钒系正极材料的研究概况[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
2 周新文;张季平;刘浩文;郭光辉;雷太鸣;张克立;;LiFePO_4/C的合成及其电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
3 张静;黄可龙;赵裕鑫;;水热法合成LiFePO_4及其电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
4 杨书廷;董红玉;赵娜红;岳红云;杨金鑫;;Co对尖晶石LiMn_2O_4电化学性能的协同作用[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
5 唐义会;曹传宝;文捷;翟华章;朱鹤孙;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成及电化学性能[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
6 刘浩;李晨;曹千;吴宇平;吴浩青;;锂离子电池新型正极材料LiFePO_4的改性[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
7 汤宏伟;常照荣;钟发平;;锂离子电池正极材料LiNiO_2的研究进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
8 文衍宣;黄映恒;童张法;;镁离子掺杂对LiFePO_4结构和性能的影响[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
9 胡晨;刘韩星;甘小燕;欧阳世翕;;锂离子电池正极材料锂镍复合氧化物的合成及性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
10 朱先军;刘韩星;胡晨;甘小燕;周健;欧阳世翕;;锂离子电池正极材料LiNi_(0.80)Co_(0.20-x)Al_xO_2合成及表征[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 盛晓明 饶钦富;江西理工大与宜春共同打造“亚洲锂都”[N];中国矿业报;2009年
2 阎晶昌;天津建成锂离子电池材料生产线[N];中国化工报;2003年
3 付国胜;新阳,升起在新能源领域[N];中国企业报;2009年
4 记者 赵晖;锂电池“巨无霸”天大诞生[N];天津日报;2010年
5 张长海;锂离子电池材料研究呼之欲出[N];中国有色金属报;2002年
6 罗海基;日开发出新型锂离子电池[N];中国有色金属报;2003年
7 兴 华;劣质锂离子电池引发隐忧[N];中国质量报;2004年
8 记者 王小龙;“豆荚”复合材料可延长锂离子电池使用寿命[N];科技日报;2011年
9 本报记者 张迎增;锂离子电池:澳柯玛异军突起[N];中国高新技术产业导报;2002年
10 本报记者 纪爱玲;示范工程催生锂电池产业良机技术有待提高[N];中国高新技术产业导报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏力宏;锂离子电池正极材料粉体合成和制备研究[D];西北工业大学;2005年
2 周园;锂离子电池正极材料尖晶石Li-Mn-Oxide的制备和性能研究[D];中国科学院研究生院(青海盐湖研究所 );2005年
3 刘伟;高能量密度存储材料LiNi_(1-x-y)Al_xMg_yO_2的制备及表征[D];吉林大学;2006年
4 魏英进;锂离子电池锰基正极材料的合成与表征[D];吉林大学;2004年
5 汤宏伟;锂离子电池正极材料LiNi_(1-x)M_xO_2(M=Co,Al,Mn)的研究[D];湖南大学;2003年
6 罗文斌;Al、Mg和Mn-Mg掺杂对LiCoO_2和LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2结构、电化学和热稳定性能的影响[D];中南大学;2010年
7 彭文杰;锂离子电池正极材料的合成与性能及电池制作技术研究[D];中南大学;2001年
8 杨志;锂离子电池层状正极材料及其前驱体的制备与性能研究[D];中南大学;2010年
9 杜柯;锂离子电池正极材料的制备与性能改进[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2003年
10 崔艳华;全固态薄膜锂离子电池新型电极材料的研究[D];中国工程物理研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李若愚;锂离子电池用正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的研究[D];中南大学;2005年
2 张花蓉;锂离子电池用含镍、锰正极材料的湿化学法合成研究[D];四川大学;2003年
3 姚耀春;锂离子电池正极材料锂锰氧的研制[D];昆明理工大学;2003年
4 张新龙;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成与改性研究[D];中南大学;2004年
5 黄玉代;低热固相法合成锂离子电池Li-Mn-O系正极材料及其性能表征[D];新疆大学;2004年
6 严立云;锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的合成与表征[D];吉林大学;2005年
7 沈培智;锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的制备及性能研究[D];新疆大学;2005年
8 韩彬;锂离子电池新型正极材料LiFePO_4的研究与进展[D];天津大学;2005年
9 王凤;掺杂型尖晶石LiMn_2O_4的试验研究及合成[D];昆明理工大学;2006年
10 白玉敏;锂离子电池正极材料LiMn_2O_4的制备及表面包覆的研究[D];昆明理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026


丁香五月 啪综合