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微反应器辅助合成纳米磷酸锰锂正极材料及其电化学性能研究开题报告

 2020-05-26 08:05  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

文 献 综 述

关于磷酸铁锂(lifepo4)电池成功量产商业化之后,人们对于对于另外的橄榄石型磷酸盐基正极材料的广泛关注。在这之间,磷酸锰锂(limnpo4)这件正极材料具有价格低廉、资源丰富、无环境污染、放电平台高(4.1 v vs. li /li)及能量密度高(701 wh#215;kg-1)等优势,使其成为继lifepo4后的又一研究热点。在磷酸锰锂电池体系中,mn3 /mn2 相对于li /li的电极电势为4.1v,位于现有电解液体系的稳定电化学窗口,这就使得limnpo4的研究可以顺利展开,并且,由于4.1v的高电极电势,使得limnpo4材料可能会具有高的能量密度。此外,limnpo4的成本低又 对环境友好,这些都表明其值得进行深入研究。但是,limnpo4的电导率和离子扩散速率比较低,因而合成可逆充放电的limnpo4是非常困难的。在充放电过程中存在的john-teller畸变效应、limnpo4/ mnpo4相转变过程中出现的较大体积变化及其引起的界面应力、脱锂过程中存在的副反应以及mnpo4相的不稳定性等缺点都使该材料在实际应用中受到限制。因此,我们研究的重点在于如何解决可逆充放电的limnpo4的问题。电池作为一种将化学能直接转化成为电能的可用能源(储能、动力电池等)具有很多优点,在国民经济和国防工业中有着重要的作用。目前广泛使用的二次电池主要有铅酸电池、金属氢化物镍电池(mh/ni)、镉镍电池(cd/ni)及锂离子电池。而由于环境污染和能量密度低等问题,铅酸电池、金属氢化物镍电池和镉镍电池的使用日益受到限制,正逐渐被锂离子电池所取代。”锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由gilbert n. lewis提出并研究。20世纪70年代时,m. s. whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、要解决的问题

课题要解决的问题是磷酸锰锂材料再从放电过程中可逆性不好,具体表现在库伦效率低、容量衰减快。

2、解决方法

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