球形镍锰酸锂的低温燃烧合成及掺杂改性的任务书.docx

球形镍锰酸锂的低温燃烧合成及掺杂改性的任务书
任务书
一、任务背景
随着电子设备的普及和新能源汽车的发展，锂离子电池作为一种高能量、高效率和环保的能源储存方式，越来越得到人们的重视和广泛的应用。球形镍锰酸锂是一种重要的正极材料，具有高比容量、高能量密度和较长的循环寿命等优点，已逐渐代替传统的钴酸锂和三元材料成为锂离子电池的主流材料。然而，球形镍锰酸锂材料的制备过程中普遍存在着结晶速度慢、反应温度高、结晶度低、储能性能不稳定等问题，这些问题限制了其在锂离子电池中的大规模应用。
因此，我们的任务是研究低温燃烧合成球形镍锰酸锂材料的方法，并对其进行掺杂改性，改善其储能性能和循环寿命，为锂离子电池的应用提供更好的材料。
二、任务目标
本任务的主要目标是：
1.通过燃烧合成方法制备出具有高结晶度、高比表面积、狭窄的粒径分布和球形形状的镍锰酸锂材料。
2.探究掺杂改性对球形镍锰酸锂材料储能性能的影响；
3.对球形镍锰酸锂材料进行表征，包括晶体结构、形态和电化学性能等方面的分析。
三、任务内容和方法
1.低温燃烧合成球形镍锰酸锂材料
①材料准备：制备球形镍锰酸锂的原料是硝酸镍、硝酸锰和碳酸锂，将其按一定比例混合均匀。掺杂材料分别为氟化锂和氟化镓，按一定比例加入到镍锰酸锂中。
②合成方法：采用低温燃烧合成法制备球形镍锰酸锂材料，过程分为两个步骤：先通过混合物的保温，并热退火使反应物品部分分解或缩合，然后以程序升温的方式在空气中进行燃烧反应。在燃烧反应中可以通过调节反应温度、加热速率、反应时间等操作参数来控制材料的结晶度、形态和晶粒大小。
2.探究掺杂改性对球形镍锰酸锂材料储能性能的影响
①掺杂方法：使用湿法沉淀法，将掺杂物分别通过溶液混合法先制成掺杂的前驱体，然后将其与原料混合，再经过低温燃烧合成制备掺杂材料。
②对掺杂材料进行性能测试，并与未掺杂材料进行比较分析。主要测试内容包括：比容量、循环寿命、容量衰减等。
3.对球形镍锰酸锂材料进行表征
制备出的材料将进行各种表征，包括：
①结晶形貌表征：使用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜等分析手段对材料进行形貌和结构表征。
②电化学性能研究：使用循环伏安和恒流充放电法，探究掺杂改性和未掺杂的球形镍锰酸锂材料的电化学性能。
四、预期成果
1.成功制备出结晶度高、粒径均匀且具备球形形貌的镍锰酸锂材料。
2.探究掺杂改性对球形镍锰酸锂材料性能的影响，对提高材料的储能性能有一定的贡献。
3.对球形镍锰酸锂材料进行表征，分析其晶体结构、形态和电化学性能等方面特征。
4.相关研究结果形成论文发表在某一知名学术期刊上。
五、参考文献
1.刘兴尧.球形镍锰酸锂的合成与电化学性能[J].现代化工,2018,38(10):115-118.
2.葛玉梅,李宇洁,等.晶粒度对球形锂离子电池正极材料性能的影响[J].无机盐工业,2018,50(12):16-20.
3.邓洪飞.低温燃烧法制备锂离子电池正极材料Ni0.5Mn1.5O4表面改性研究[D].青岛理工大学,2019.