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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:方柏堅
研究生(外文):Bor Jian Fang
論文名稱:利用旋轉環狀圓盤電極探討鋰離子二次電池中改良式鋰錳電極材料容量的衰退與錳離子溶解之關係
論文名稱(外文):Rotating ring disk electrode measurements on modified spinel dissolution and capacity losses in lithium-ion cells
指導教授:王麗芳陳振興陳振興引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:高雄醫學大學
系所名稱:化學系碩士班
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:122
中文關鍵詞:鋰離子二次電池spinel錳離子溶解旋轉環狀圓盤電極
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在本論文當中,主要分為三大部分來做研究探討。第一部分是組裝成袋狀型電池,分別測試鋰錳尖晶石陰極材料與改良式鋰錳尖晶石陰極材料其充放電循環性能之比較。
第二部分則利用循環伏安法掃描(CV)分別測試鋰錳尖晶石陰極材料與改良式鋰錳尖晶石陰極材料其電容量衰退之比較。
第三部分則利用旋轉環狀圓盤電極(RRDE)來探討鋰錳電極與改良式鋰錳電極其錳離子溶解的情形,並且依不同的電解液做測試。
綜合三大部分結果顯示,改良式鋰錳尖晶石陰極材料皆能減緩電容量衰退速率並且有效抑制錳離子溶出到電解液,其中又以612(Li1.06Al0.2Mn1.74O4)陰極材料容量衰退速率最小。
在旋轉環狀圓盤電極(RRDE)實驗中,其結果顯示錳離子溶出到電解液大部分發生在充電狀態,只有少部分發生在放電狀態。
There are three parts in this research. The first part was to study the cycle performance of LiMn2O4 spinel and its modified cathode materials by the pouch cells.
The second part was to study capacity fade of LiMn2O4 spinel and its modified cathode materials by cyclic voltammetry(CV) scan experiments.
The third part was to study Mn dissolution from LiMn2O4 spinel and its modified electrodes by rotating ring-disk collection experiments.
Results exhibited modifications LiMn2O4 spinel improved capacity fade rate and suppressed the dissolution of the Mn ion, especially in 612(Li1.06Al0.2Mn1.74O4) cathode material sample for cycling and CV tests.
In the rotating ring-disk collection experiments, results exhibited most of Mn dissolution occurs charge state. In the tests of all spinel materials, results exhibited small capacity fade rate and suppressed the dissolution of the Mn+2 ion for the 612 spinel cathode material sample.
目 錄
英文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
中文摘要………………………………………………………………..Ⅱ
致謝……………………………………………………………………..Ⅲ
目錄……………………………………………………………………..Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………………..Ⅶ
表目錄………………………………………………………………...XⅦ
第一章 緒論……………………………………………………………1
1-1 前言…………………………………………………………….1
1-2鋰電池的發展…………………………………………………..2
第二章 文獻回顧……………………………………….…………….6
2-1 鋰離子二次電池基本原理…………………….………………6
2-2 陰極材料之介紹……………………………….………………8
2-2-1 鋰鈷氧化物……………………………….………………9
2-2-2 鋰鎳氧化物...……………………………………………10
2-2-3 鋰錳氧化物.……………………………………………..10
2-2-3-1 鋰錳氧化物電容量衰退之探討.……………….….11
2-3 陽極材料之介紹.……………………………………………..16
2-4 隔離膜(Separator)材料之介紹.………………………….…19
2-5 電解液材料之介紹.…………………………………………..20
2-6 研究目的……………………………………………………...23
第三章 實驗……………………………………………………………25
3-1 實驗目的…………………………………………………….......25
3-2 實驗設備…………………………………………………….......26
3-3 實驗藥品…………………………………………………….......27
3-4 實驗方法…………………………………………………….......28
3-4-1 鋰離子二次電池製作及測試………………………….........28
3-4-1-1 陰陽極極板之製作及組裝.………………………..........28
3-4-1-2 鋰離子二次電池充放電測試.……………………..........30
3-4-2 旋轉環狀圓盤電極(RRDE)分析與測試.………………..31
3-4-2-1 不銹鋼圓盤電極(disk)之塗佈與電極組裝……….31
3-4-2-2 標準鋰錳與改良式鋰錳尖晶石陰極材料以旋轉環狀圓盤電極實驗進行分析………………………….......................32
第四章 結果與討論……………………………………………………35
4-1 標準鋰錳尖晶石陰極材料與改良式鋰錳尖晶石陰極材料袋狀型電池之充放電性能之比較…………………………….....................35
4-2 標準鋰錳尖晶石陰極材料與改良式鋰錳尖晶石陰極材料進行循環伏安法掃描之測試.…………………………………....................45
4-3 標準鋰錳尖晶石陰極材料與改良式鋰錳尖晶石陰極材料進行旋轉環狀圓盤電極(RRDE)之測試實驗………………….................54
第五章 結論…………………………………………………………..119
第六章 參考文獻……………………………………………………..121
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