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题名	采用“化学剥离—表面修饰”方法对失效LiCoO_2电极材料微结构的修复研究
作者	杨玉娇
答辩日期	2017
导师	王大辉
关键词	报废锂离子电池 失效Li Co O2 化学剥离 表面修复 微结构
学位名称	硕士
英文摘要	锂离子电池是20世纪90年代迅速发展起来的新一代二次电池,在移动电话、笔记本电脑等领域中已占有极大的市场份额。正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一,相比于其它正极材料,Li Co O2在可逆性、放电容量、充电效率和电压稳定性等方面综合性能最好,是锂离子电池中应用量最大的正极材料。锂离子电池经长期使用后,正极材料Li Co O2的微结构会发生变化,如表面组成成分改变、Co3+的价态发生变化、Li Co O2晶胞参数发生改变等,这将导致锂离子电池电化学容量下降。开展报废锂离子电池中的正极材料Li Co O2微结构的修复研究有利于促进数量庞大的失效Li Co O2的低成本高效率循环利用。不同于其他学者提出的直接对失效Li Co O2电极成分等的修复研究,本文提出了“先表面化学剥离-再修复”的新方法,并采用TG-DSC、XRD、SEM、EDS、XPS、ICP等表征方法对“化学剥离-再修复”程中的质量变化、热量变化、物相组成及形貌的变化特征、元素的分布分配特征、Co元素电子结合能的变化,以及修复后Li Co O2的成分、形貌、晶胞参数进行了研究。结果表明:（1）采用Na HSO4·H2O做为化学剥离试剂,使Li Co O2与Na HSO4·H2O分别以1:0.01、1:0.05、1:0.1摩尔比例均匀混合焙烧,焙烧后的产物用水溶解、过滤,按n（Li/Co）为0.75、1.06、1.5的量在滤渣中添加Li2CO3,高温焙烧后获得修复后的Li Co O2电极材料。实验结果表明:最佳实验条件为Li Co O2:Na HSO4·H2O=1:0.05及n（Li/Co）=1.06,修复实验后锂元素不再缺失且物相组成是（018）（110）（006）（012）峰都出现Li Co O2一种物质,修复的Li Co O2在Li+嵌入和脱出能力方面较好且是层状结构。I（003）/（104）=3.67,I（006）/（104）=0.92,I（006）/（003）=0.04,即结晶程度、纯度、循环寿命均较好。其晶胞参数a（?）=2.8190、c（?）=13.9041,c/a=4.9323,十分接近商用Li Co O2值。修复后Li Co O2呈现不规则的颗粒状,大小不一且分布不均匀。（2）采用K2S2O7、Na2S2O7分别做为化学剥离试剂,使Li Co O2分别与K2S2O7、Na2S2O7以1:0.5、1:1、1:1.5摩尔比例均匀混合焙烧、焙烧后的产物用水溶解、过滤,按n（Li/Co）为1.06的量在滤渣中添加Li2CO3,高温焙烧后获得修复后的Li Co O2电极材料。焙烧产物的形貌呈不规则的颗粒状,分布不均匀,比较致密。随着Li Co O2与K2S2O7、Na2S2O7混合样中K2S2O7、Na2S2O7比例的增加,焙烧产物中Co、Na、K、O、S元素呈现出弥散分布的特征,且焙烧产物中Co元素的电子结合能呈增大的趋势。Li Co O2与K2S2O7、Na2S2O7混合焙烧后干燥滤渣中Co元素的电子结合能约和Li Co O2中Co元素的电子结合能相当,且随着Li Co O2与K2S2O7、Na2S2O7混合样中K2S2O7、Na2S2O7比例的增加Co元素电子结合能峰强度增加,峰形尖锐。Li Co O2与K2S2O7、Na2S2O7以不同比例焙烧过滤干燥后的物质主要是Li Co O2与Co3O4,并且修复的Li Co O2为层状结构。
语种	中文
页码	65
URL标识	查看原文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92525]
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杨玉娇. 采用“化学剥离—表面修饰”方法对失效LiCoO_2电极材料微结构的修复研究[D]. 2017.

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