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            ○ 徐立鵬博士答辯公告
            (作者: 來源:機電學院 訪問量:921 發表時間:2019-05-27)

            答辯博士:徐立鵬

            指導教師:周 飛 教授

            論文題目:NCM622正極材料的綠色制造及其儲能和失效機理研究

            答辯委員會:

            主席:尹龍衛  教授/博導    山東大學

            委員:夏保佳  研究員/博導  中國科學院上海微系統與信息技術研究所

                  趙萬忠  教授/博導    南京航空航天大學

                  戴耀東  教授/博導    南京航空航天大學

                    教授/博導    南京航空航天大學

                    教授/碩導    南京航空航天大學

                    教授/博導    南京航空航天大學

            秘書:孔繼周 副研究員/南京航空航天大學

            答辯時間:201962 9:00

                點:南航明故宮校區A6-218

              

            學位論文簡介:

            系統性地探究了高比能動力鋰離子電池正極材料NCM622的綠色制造工藝,并對其開展了包覆改性研究,分析了高低溫環境對NCM622電化學性能的影響并通過多物理場耦合仿真對該材料結構及失效機理進行探究。具體工作如下:

                (1)通過構建氫氧根共沉淀熱力學和動力學模型,對多種綠色絡合劑的共沉淀反應進行動力學模擬計算,篩選具有良好沉淀效果的綠色環保型絡合劑。

                (2)系統的研究了共沉淀工藝對前驅體結構及正極材料電化學性能的影響,同時系統的研究了燒結工藝對正極材料晶粒結構及電化學性能的影響。

                (3)將Ti3C2(OH)2包覆在NCM622正極材料表面并分析了不同Ti3C2(OH)2包覆量對正極材料結構及電化學性能的影響。

                (4)系統地探究了測試溫度(-20~60)NCM622正極材料電化學性能的影響,同時探究了高低溫環境中Ti3C2(OH)2包覆層對NCM622電化學性能的影響。

            5)通過有限元模型,仿真了NCM622正極材料嵌鋰過程中的鋰離子傳遞過程,分析了電解質鹽濃度及粒子擴散動態平衡關系。通過與固體傳熱模塊及力學模塊的多物理場耦合中探究化學反應-溫度-應力/應變之間的關系。

            主要創新性結論如下:

                (1)構建了氫氧根共沉淀熱力學和動力學模型,揭示絡合劑與過渡金屬離子在堿性環境中共沉淀反應機理。

                (2發現NCM622正極材料的最佳共沉淀pH值為11.0,共沉淀溫度為60℃,最佳燒結溫度為800℃,燒結時間為15h。

                (3)提出采用Ti3C2(OH)2作為包覆材料對NCM622正極材料進行改性研究,探究了Ti3C2(OH)2包覆材料的最佳包覆量及改性機理。

                (4)揭示了NCM622正極材料在高溫環境(40~60)及低溫環境(0~-20)領域中的兩種失效機理。

                (5)有限元法仿真了NCM622正極材料嵌鋰過程中的鋰離子傳遞過程,揭示了正電極材料中化學反應-溫度-應力/應變之間存在的耦合對應關系。

             

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