一、设计目的
了解锂离子电池的工作原理;学习低温离子交换法对镍酸锂纳米材料的制备方法;掌握镍酸锂材料的工作本质;学习锂离子正极材料的表征方法。 二、设计背景介绍
(学生自行书写,查阅)
要点:锂离子电池的基本研究背景,发展程度。
锂离子正极的研究现状与展望。
镍酸锂作为正极所存在的优点与缺点。
国际上对于镍酸锂材料的研究现状。
三、设计原理
(自己查阅资料,书写镍酸锂材料作为锂离子电池正极的工作原理)
四、设计所需试剂和仪器
(设计过程自行总结)
五、设计内容
1、正极材料制备
将2g球形氢氧化镍和0.3gCoSO4•H2O 置入含有10mL蒸馏水的30摄氏度恒温器中,在连续搅拌状态下加入30mL1M KOH溶液,滴加完成后继续反应0.5小时,然后加入9.2g K2S2O8并反应24小时,得到黑悬浊液,过滤洗涤后60摄氏度真空干燥8小时,即得到钴镍复合氢氧化物材料。 将上述复合材料与氢氧化锂以1:1.05 的摩尔比混合(总量不要超过5g),逐渐加入少量去离子水,充分研磨为黑粘稠物。后置于反应釜中80摄氏度反应12小时。取出后真空干燥除去水分。后在550摄氏度下热处理20小时。研磨后待用。
2、正极的制作
按照85:10:5的比例将活性物质,super P和PVDF混合调浆。其中所用PVDF为5% 的NMP溶液。均匀混合后至糊状,使用制膜器将浆料涂敷在Al箔上,厚度为110微米。于真空干燥箱中120oC真空干燥12小时。 切成14mm圆片后备用。
3、电池组装
将有机Celgard隔膜切为16mm或者18mm的圆片,按照正极外壳->活性物质->隔膜->电解液->锂片->垫片->弹片->负极外壳的顺序组装电池后用电池封口机封装。
六、测试与表征
1、首次充放电性能图
2、倍率性能图
3、循环稳定性图(50圈)
七、设计中遇到的问题及总结