氯化镍基锂热电池正极材料的改性研究

《氯化镍基锂热电池正极材料的改性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文氯化镍基锂热电池正极材料的改性研究THESTUDYONMODIFICATIONOFNICKELCHLORIDELI-THERMALBATTERYCATHODEMATERIALS唐满哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O657.1:TP212.3学校代码：10213国际图书分类号：544.6:57密级：公开工学硕士学位论文氯化镍基锂热电池正极材料的改性研究硕士研究生：唐满导师：曹立新教授申请学位：工学硕士学科：化学工程与技术所在单位：海洋科学与技术学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨

2、工业大学ClassifiedIndex:O657.1:TP212.3U.D.C:544.6:57DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHESTUDYONMODIFICATIONOFNICKELCHLORIDELI-THERMALBATTERYCATHODEMATERIALSCandidate：TangManSupervisor：Prof.CaoLixinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：C

3、hemicalEngineeringandTechnologyAffiliation：SchoolofMarineScienceandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要氯化镍作为锂热电池正极材料具有理论容量高、放电电流密度大、电极电位正等优点，但使用中还存在很多问题，如升华温度较高，需要设计专用设备；材料导电性较差，放电初期存在电压滞后；电池高温放电时易发生溢流

4、等，制约了其在热电池中的应用。本文研究了液相法制备无水氯化镍材料的工艺。采用SEM及XRD对材料的形貌和晶体结构进行了表征，综合不同放电温度以及不同电流密度条件下电池的放电结果，对相关工艺参数进行了优化。研究结果表明：当溶剂A与脱水剂B的体积比为1:0.5-1:1，NiCl2质量与脱水溶液的体积比为1:2.4，高温处理时间为30min时，单体电池的放电性能较好。本文还研究了正极粉中电解质的含量对电池性能的影响，结果表明，当三元全锂电解质与NiCl2的质量比为1:5-1:4时，电池具有相对较好的放电性能。液相-高温

5、法有效克服了氯化镍升华法效率低、可控性差的问题，使得氯化镍材料的规模化生产成为可能。本文研究了复合正极材料NiCl2-CoS2对氯化镍热电池电压滞后的影响。研究结果表明，CoS2的加入能够明显提高氯化镍材料的导电性，降低电池内阻。本文对CoS2的加入量以及NiCl2-CoS2与电解质的质量比进行了优化，结果表明当CoS2与NiCl2的质量比为2:100，复合正极材料NiCl2-CoS2与电解质的质量比为4:1-5:1时，能有效降低氯化镍热电池的电压滞后。本文研究了氯化镍热电池溢流产生的原因及改善方法。在正极粉中添

6、加碳材料和MgO可以改善氯化镍热电池的溢流。研究结果表明，当乙炔黑、活性炭及球形石墨的掺杂比例分别为1:200-1:100、1:200及1:200时，氯化镍热电池的溢流状况均得到了明显改善；适当提高正极粉中MgO的含量能够有效改善溢流状况。研究结果还表明，电池装配时压片压力会对溢流产生影响，当压力为30MPa时，氯化镍热电池的溢流状况得到了明显改善。关键词：热电池正极材料；氯化镍；电压滞后；溢流-I-AbstractAbstractNickelchlorideusedascathodematerialinlith

7、iumthermalbatteryhadtheadvantagesofhightheoreticalspecificcapacity,largedischargecurrentdensityandhighelectrodepotential.Butitstillhadlotsofdifficultiesinpracticalapplication,suchashighsublimationtemperatureandtheneedforspeciallydesignedequipment.Inaddition,t

8、hismaterialhadapoorelectricalconductivityandvoltagedelayduringtheinitialdischarge.Overflowwaslikelytooccur,whenthebatterydischargedathightemperature.Alloftheaboveconstraineditsapplication