高功率鋰離子電池LiNi0.5Mn1.5O4正極材料與黏結劑結合之電化學性質改良

Electrochemical Characteristics of LiNi0.5Mn1.5O4 Cathode Material Incorporated with Different Binders for High Power Lithium-ion Battery

周威宇(Chou, Wei Yu)

指導教授 ： 杜正恭

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2015年)

摘要

近年來，由於鋰離子電池具有高電容量、高工作電壓、長圈數充放電性能的特性，對於其的需求與日俱增。除了在攜帶式電子裝置的需求之外，未來在電動車市場的需求以及和智慧電網相互搭配所需的儲能裝置上，皆須大量運用到鋰離子電池。鋰鎳錳氧材料因具有高穩定性、高功率密度的優勢，極具有取代傳統所使用的正極材料鋰鈷氧之潛力，成為下個世代的正極材料。
本研究致力於水系黏結劑極片製程之開發，採用如羧甲基纖維素鈉(CMC)和海藻酸鈉(SA)等黏結劑，與傳統常用之有機系製程採用聚偏氟乙烯(PVDF)和有機溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)進行比較。水系黏結劑製程之開發由於以水取代有機溶劑NMP，具有降低成本和對環境友善之優勢，符合鋰離子電池工業之需求。在本研究中，藉由水系黏結劑取代有機系黏結劑(PVDF)，與鋰鎳錳氧正極材料結合，進行極片製備。對於正極材料電化學性質有正面改進之效果，特別是在快速充放電性能及高溫長圈數性能上，有顯著之提升。經由一系列的極片測試與電化學分析，觀察到水系黏結劑相對於傳統上有機系黏結劑(PVDF)具有分散性較佳之優勢，期能建立一套有助於鋰離子傳輸及抑制過渡金屬溶出現象的運作框架。

關鍵字

正極材料 ； 黏結劑 ； 鋰離子二次電池

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Cathode materials ； Binder ； Lithium-ion battery

參考文獻

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