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多孔三元正极材料开题报告.doc


文档分类:建筑/环境 | 页数:约9页 举报非法文档有奖
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一、本课题设计(研究)的目的: 。 。 、工艺原理以及基本设备。 。 5. 了解多孔三元正极材料的结构、形貌、电化学性能,具备基本的数据整理和分析能力。 (烧结时间、烧结温度温度及烧成条件)对所合成材料的形貌、结构,及电化学性能的影响。 7. 采用综合热分析仪、比表面积测试仪、 X 衍射仪、扫描电镜、粒度分析仪、比表面积分析仪等进行表征。二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述) 1. 引言随着社会的不断发展,人类面临着越来越严重的环境污染与能源枯竭问题,煤炭、石油、天然气等传统能源已经远远不能满足经济发展的要求,所以寻找新的能源迫在眉睫。发展能源新材料是 21 世纪急需解决的重大研究课题。实现资源和能源充分利用又能减轻环境负担,是我们要接受的重大考验。化学电源是一种将化学能和电能互相转化变储存的装置,在我们日常的生活中,电子产品已变为一个重要的组成部分,对电池性能要求也变得越来越高,传统的镍镉电池、铅酸电池等因存在很多问题,已经不能很好地满足市场的需求。电池可以分为一次性电池和二次性电池。锂离子二次电池一种新型的化学电源,具有高能量、高电压、内阻小、体积小、寿命长、自放电小、无记忆效应等特点,被称为“绿色环保电源”。结合当今社会的发展对新型电器的要求,锂离子二次电池凭借高电容性能和高能量密度成为新能源研究的一个重要方向,且研究工作也正在如火如荼的开展中。电池材料的发展关乎锂离子电池的发展,如正极材料比容量提高 50% ,电池的功率密度则会提高 28% 。由此可知, 电池正极材料和其前驱体材料对锂离子电池的性能起着关键作用,因而成为研究的热点。目前,众多的正极体系材料中,最有可能替代传统 LiCoO 2材料的锂离子电池三元正极材料有着巨大的发展潜力, 它具有比 LiCoO 2 更优异的结构稳定性,电化学性能,循环稳定性能和使用安全性能,而且三元正极材料中的 Ni, Mn 取代了三分之二的 Co ,因为 Ni,Mn 的价格都比 Co 低廉很多,所以可以大大降低材料的成本,这也为三元正极材料能够广泛使用提供了有利的条件。 2. 锂离子电池简介锂离子电池指的是以锂离子嵌入化合物作为正极材料的电池的总称。常用的锂离子电池由正极、隔膜、负极、有机电解液及电池外壳五部分构成。锂离子电池以含锂的化合物作为正极,以碳素材料作为负极,并没有金属锂,只有锂离子存在。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子嵌入和脱嵌的过程。在锂离子嵌入和脱嵌的过程中,伴随着与锂离子等当量的电子嵌入和脱嵌。在充放电过程中,锂离子在正、负极间往返插入-脱插和嵌入-脱嵌,因此被称为“摇椅电池”。图1 锂离子电池工作原理当电池充电时,在电池的正极有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中, 嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。一般锂电池的充电电流在 安至 1 安之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容

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