高镍锂电池正极材料的表面包覆和性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：高镍三元材料lini_0.8co_0.1mn_0.1o₂（ncm811）因其高比容量成为锂离子动力电池的关键材料之一，受益于新能源汽车的旺盛需求，其市场份额迎来爆发性增长。但ncm811的循环稳定性差限制了其进一步商业化应用。

研究目的：本课题通过ncm811颗粒的表面包覆和退火工艺优化，在保持高放电比容量的同时显著改善循环稳定性，得到高稳定性的ncm811正极材料。

研究意义：研究成果有助于ncm811的生产工艺优化，提高锂离子电池的动力性能。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：高镍三元材料lini_0.8co_0.1mn_0.1o₂（ncm811）因具有比容量高、倍率性能好、性价比高等特点成为锂离子电池的最佳正极材料之一，但仍存在阳离子混排、容量衰减、安全隐患等问题。为了改善正极材料的电化学循环性能，本课题拟以富镍正极材料ncm811为研究对象，通过颗粒表面包覆化学稳定性的材料，比如，tio₂和碳材料，优化其电化学性能。利用液相法、化学气相沉积等手段制备包覆层，研究其晶体结构、成分和形貌、电化学等性能。

预期目标：在高镍三元材料lini_0.8co_0.1mn_0.1o₂（ncm811）的颗粒表面包覆tio₂和碳材料，控制包覆工艺参数，大幅抑制电池的放电比容量衰减，改善循环性能，使得ncm811在经过百次循环后容量保持率在90%以上。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：利用X射线衍射仪，对数据作详尽的物相和晶体结构分析。利用EndNote管理文献、Origin分析实验数据、粉末X射线衍射数据的Rietveld精修（Rietica软件）、利用CrystalMaker画晶体结构图等。

研究步骤：合成NCM811的颗粒包覆材料，测试其晶体结构、成分和形貌、电化学等性能。

4. 参考文献

1. 肖忠良, 周乘风, 宋刘斌, et al. 富镍锂离子电池三元材料ncm的研究进展[j]. 化工进展, 2020,39(1):216-223.

2. 李高锋, 李智敏, 宁涛, et al. 锂离子电池正极材料表面包覆改性研究进展[j]. 材料工程, 2018,46(9):23-30.

3. 郭丽敏, 顾志伟, 刘全兵. lini_0.6co_0.2mn_0.2o₂正极材料碳包覆改性研究[j]. 电源技术, 2019,43(8):1273-1278.

5. 计划与进度安排

(1) 2022年1月6日-1月12日 指导教师与学生联系，学生根据要求收集资料

(2) 2022年2月17日-2月28日 下达毕业任务书

(3) 2022年2月24日-3月7日 学生完成开题报告