層狀過渡金屬氧化物的制備與儲鋰-鈉性能研究.pdf

1、隨著化石能源的消耗和環境污染的加劇，二次電池越來越受到人們的重視。鋰離子電池因其具有較高的能量密度和好的循環性能而備受關注。然而，現有的商用鋰離子電池的能量密度仍不能滿足日益增長的性能需求。在鋰離子電池中，正極材料的性質對整個電池的電化學性能起著至關重要的作用。因此，開發高能量密度的鋰離子電池正極材料非常必要。另一方面，地球上的鋰資源儲量較少。隨著鋰離子電池的大規模普及，鋰資源必然面臨著緊缺的困境。研究者們正在針對這一問題，對新型的鈉離

2、子電池體系展開研究。因此，開發高能量密度的鈉離子電池正極材料也十分必要。本論文主要探討了層狀過渡金屬氧化物的控制合成，并進一步研究了層狀過渡金屬氧化物的儲鋰/鈉性能。
　　本論文主要包括以下三個部分：
　　一．鎳基層狀LiNixCoyAlzO2(0

3、ixCoyAlz(OH)2(0　　二．梯度鎳基層狀

4、LiNi0.83Co0.10Mn0.07O2的制備與儲鋰性能研究。離子置換的方法被用來合成具有元素梯度分布的鎳鈷錳正極材料。氟化鋁在水熱條件下以鋁離子和氟離子的形式存在，并分別和前軀體氫氧化物中的金屬陽離子/氫氧根離子發生置換。置換之后，對應的氫氧化物中的金屬元素呈現梯度分布，而陽離子的分布基本均勻。交換后所得材料中的元素分布狀態很可能與其交換速度有密切關系。此外，電化學測試結果表明，在便于操作的空氣中煅燒得到的梯度材料在40周時的容量

5、保持率為74.70%，明顯高于未修飾材料的容量保持率（53.87%），明顯優于未經離子交換處理的材料。此外，將離子交換后的氫氧化物的煅燒氣氛從空氣變為氧氣后，所得材料的放電比容量得到了提高。
　　三．錳基層狀儲鈉材料的合成與儲鈉性能研究。首先采用高溫固相法，在不同溫度和不同鈉錳比的條件下合成了NaMnO2。其中，在800 oC，鈉錳比為1.2時，所合成的材料表現出了最好的電化學性能。其首周放電比容量為126 mAh g-1。進一步