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微反应器-固相法制备LiCoPO4及其性能研究开题报告

 2020-05-24 12:17:19  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

(详细内容看附件)21世纪人类必须面对能源和环境的两个严峻问题,因此开发新能源和可再生清洁能源有着深远的意义。锂离子电池因其高电压、高容量、循环寿命长和安全性能好等特点,被广泛应用于便携式电子设备,电动汽车、航空航天和军事工程等领域作为再生化学电源,有着广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益,因此有关锂离子电池的研究在近十几年来蓬勃发展,成为能源界研究的主流[1]。

对于锂离子电池而言,正极材料的比容量比负极材料低,在组成电池的成本中,正极材料为主要的成本来源。因此从某种程度上讲:正极材料的发展对于锂离子电池的研究举足轻重。随着锂离子电池的快速发展,容量高、安全性能好、成本低廉的锂离子电池正极材料成为人们研究的热点[2]。1997年a.k.pad hi等研究报道了橄榄石型的 ,[3]磷酸根聚阴离子盐作为锂离子电池的正极具有安全性能好、循环稳定性高、 相对其它有些商品化的正极材料具有较高的比容量等优点而引起很多研究人员的关注。其中具有有序的橄榄石型结构,属于正交晶系,空间群为numb,晶胞参数为a =5.992aring;,b=10.202aring;,c=4.699aring;。在晶体中氧原子呈六方密堆积,磷原子占据的是四面体空隙,锂原子和钴原子占据的是八面体空隙。共用边的八面体在c轴方向上通过四面体连接成链状结构。正极材料的理论放电比容量为167,相对锂的电极电势为4.8v,被誉为”5v”材料,有望成为新一代高容量、高电压的正极材料。[4]

锂离子电池的工作原理

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

正极材料是锂离子电池的核心部分,目前、三元材料、及等已经或者将要商业化,上述材料的脱嵌电位一般在3~4v,均属于”4v”正极材料,能量密度较低,因而主要应用于耗电量较小电子产品领域。然而,为了扩大锂离子电池的使用范围,需要能量密度更高的电极材料。目前提高电极材料能量密度的途径不外乎两种:一是提高正极材料的比容量;二是提高正极材料的放电平台。因此,人们开始研究新一代高容量高电压正极材料--”5v”正极材料。具有4.8v(vs)的高电压以及167的理论容量,被认为是最有前景的新一代高容量高电压锂离子电池正极材料。同时橄榄石型的结构稳定,在高温下不释放氧,安全性较高,适用于对安全性要求较高的领域。

实验首先采用微反应器制备出,再与锂源、少量的磷源进行球磨混料,采用高温固相法制备/c,。因价格较贵而鲜有人以其为原料制备的,而且微反应器制备工艺操作简单、易于扩大生产,且原料比成本低近百倍。因此,本文将重点对、的合成条件进行研究。

本实验将研究摸索出在制备过程中不同ph值、原料浓度、进料速度以及煅烧温度等对材料的性能的影响。

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