（材料物理与化学专业论文）锂镍氧基化合物的合成与性能表征.pdf

浙江大学博士学位论文 锂镍氧基化合物的合成与性能表征 摘要 锂离子电池因其高能量密度、质轻、体积小可再充电使用达5 0 0 个循环，在小电池 中已逐渐取代传统铅酸电池与镍镉电池，居于市场领先地位。尤其它可做成几微米到大 尺寸的电池以供应计算机芯片，通信器材，甚至电动车使用。 理论容量高达2 7 4 m a h g 的正极材料l i n i 0 2 极受研究关注，d e l m a s 等法国学者提 出以镁掺杂锂镍氧化物，能有效提高充放电循环稳定性，并于l i + 脱嵌时提供支柱作用 ( p i l l a r i n ge f f e c t ) ，因之少量掺镁可有效改进l i n i 0 2 之电化学性能。以x r d 依据( 0 0 3 旭1 0 4 ) 峰比值、r - f a c t o rm o 。6 ) + 五1 0 2 ) ) 伍1 0 1 ) 峰比值、i o o s ) 与1 ( 1 1 0 ) 的峰分裂，探讨在不同煅烧温度、 煅烧时间、升温速率、试样压片的压强大小、气氛等变数条件所合成之锂镍镁氧化物 l i n i o 9 5 m g o0 5 0 2 。发现以大于2 1 0m p a 对试样压片，在氧气气氛下经2 0 c m i n 升温速率 升温至6 0 0o c ，预烧9 1 5 小时后，再粉碎、压片以2 5 ”。1 。1 1 1 。1 1 1 升温至6 0 0o c 之后以 1o c m i n 升温至7 5 0o c 恒温2 0 小时，可得0 3 灿1 0 4 】峰比值1 0 3 1 0 9 ，r - f a c t o r 嘶0 0 6 ) + 五1 0 2 ) ) 五1 0 1 ) 峰比值o 6 8 o 9 4 ，并且有( 1 0 8 ) 与( 1 1 0 ) 的分裂峰，同时晌比值4 9 1 5 4 9 2 6 ，属于r 3 m 空间群的锂镍镁氧化合物。 以上合成的锂镍镁氧化物l i n i o _ 9 5 m g 0 0 5 0 2 容量极不理想，所以选择能提高锂镍氧 化物有序度的钴单掺，并与氟或镁共掺( l i n i o8 c 0 0 2 0 2 ，l i n i o8 c 0 0 2 0 19 5 f o m ， l i n i o7 5 c o o2 m g o , 0 5 0 2 ) 以期改善容量，以固相法两次合成，6 0 0o c 恒温1 0 小时与7 5 0o c 恒温1 5 小时煅烧经压片过的试样，x r d 显示三者结晶良好，共掺充放电循环性能略好 于单掺，锂离子扩散系数不受单掺或共掺影响都约在1 0 。1 1c m 2 s e c 。比较充放电循环前 后的电化学阻抗谱，显示三者在循环后的电荷转移电阻都增大，此为正极材料在充放电 循环时，因晶格畸变，引起体积尺寸变化，甚至有材料内部微小裂缝发生，而增加其电 荷转移电阻。至于s e i 膜电阻的无规律任意变化，则认为是s e i 膜本身周而复始的形成、 破坏、再形成、再破坏所导致。经红外光谱分析得知，循环时正极材料与电解液作用生 成c = o ，c h 2 c h 3 ，c o ，o c 0 2 等功能团在正极表面，且不因单掺、共掺而有所不同。 虽然掺钴后己改善容量，但无论钴单掺，与镁或氟共掺的锂镍氧化物其容量都不高， 首次放电不足9 0m a h g ，其原因可能是固相法两次煅烧，尚不能均匀混合材料组分。所 以改采湿化学法的溶胶凝胶，以顺丁烯二酸为络和剂，乙醇或去离子水为溶剂溶解金属 硝酸盐，经反应成溶胶凝胶后再煅烧成l i n i o8 c o o2 0 2 ，并以红外光谱分析、扫描电镜、 热分析、x r d 宏观及精细分析、充放电循环测试。发现以去离子水为溶剂的材料，其 形成活化能较低，循环性能较佳，x r d 精细分析指出其镍离子占据锂离子位置较少。 而以乙醇为溶剂，其形成活化能较高，则透过l d 宏观分析，了解凝胶形成时因金属 硝酸盐中的硝酸根离子催化顺丁烯二酸，从而将硝酸镍及硝酸钴还原成金属镍、金属钻， 浙江大学博士学位论文锂镍氧基化台物的台成与性能表征 之后的烘培与煅烧过程又使它们重新氧化，这来回氧化还原的步骤繁多，可能使其形成 活化能较高。 柠檬酸有三个羧基及一个羟基可络和金属离子，藉此可防止物质析出及物相的分 离，并促进各组分均匀混合。所以采用柠檬酸为络和剂及去离子水为溶剂，其余同以顺 丁烯二酸为络和剂条件合成l i n i o8 c o o2 0 2 以了解其性能。红外光谱分析发现其功能团， 与用顺丁烯二酸者相同，x r d 精细分析指出其镍离子占据锂离子位置较用顺丁烯二酸 者略多，容量则略小，最大1 2 2m a h g ，顺丁烯二酸者1 3 5m a h g ，两者循环性能均极 为良好。 化学沉淀是广用的传统定量分析，与溶胶凝胶同属湿化学法制备材料，而溶胶凝胶 已证明能有效提高容量且循环性能优于纯固相法。因此以共沉法先均匀混合镍及钴离子 形成p - ( n i ，c o ) ( o h ) 2 再与纯固相法相同步骤进行合成。其容量略小于以柠檬酸为络和剂 合成者，x r d 精细分析指出其镍离子占据锂离子位置数量极为接近以柠檬酸为络和剂 合成者，并且有氧缺位情形，溶胶凝胶合成者则无氧缺位情形发生。同样以恒电流间歇 滴定法( g i 皿分别在室温和5 5o c 测量锂离子扩散系数，结果与溶胶凝胶者接近都大约 在同一数量级1 0 1 0 c m 2 s e e 。 综合比较溶胶凝胶+ 煅烧、共沉+ 煅烧、纯回相煅烧三种方式的x r d 精细分析、容 量及循环性能，得到镍离子占据锂离子位置数量少者，其容量及循环性能较良好，原因 为镍氧之间的键长较长，利于充放电循环时锂离子在晶格内的来回进出。而比较室温和 5 50 c 的循环性能，则显示5 5 。c 容量衰退较快，这由于高温导致n i 川4 + 离子会去占据锂 离子位置所引起。不论共沉+ 煅烧或纯固相煅烧，都有氧缺位，溶胶凝胶+ 煅烧则无。另 外虽然以水热法未能成功合成l i n i o8 c 0 02 0 2 ，再度证实要成功合成锂镍钴氧化物，镍与 钴必须先均匀混合。 关键词：锂离子电池、正极材料、锂镍氧化物、热分析、电化学性能、x r d 精细分析、 红外光谱分析 浙江大学博士学位论文锂镍氧基化合物的合成与性能袁征 a b s t r a c t p r e s e n t l y , t h el i t h i u m - i o nb a t t e r y , f u e lc e l lt e c h n o l o g ya n dt h en i c k e lm e t a lh y d r i d e b a t t e r yh a v eb e e na c c l a i m e da sa d v a n c e dp o w e rs o u r c e s ，s l o w l yr e p l a c i n gs e v e r a lv e r s i o n so f c o n v e n t i o n a ls y s t e m ss u c ha st h el e a da c i da n dn i c k e lc a d m i u mb a t t e r i e s o fa l lt h ep o s s i b l e s y s t e m s ，t h el i t h i u m i o nb a t t e r ys t a n d saf o r e r u n n e ra n dm a r k e tl e a d e rw i t hi t sh i g he n e r g y d e n s i t yi nm i n i a t u r eb a t t e r i e s i ti sac o m p a c t ，r e c h a r g e a b l ep o w e rs o u r c es t a b l et oo v e r5 0 0 c y c l e s i tc a nb ef a b r i c a t e di ns i z er a n g i n gf r o maf e wm i c r o n st oal a r g e s c a l eb a t t e r yc a p a b l e o fp r o v i d i n gp o w e rf o rc o m p u t e rm e m o r yc h i p s ，c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n ta n de l e c t r i c a l v e h i c 】e s t h et h e o r e t i c a lc a p a c i t yo f l i n i 0 2g i v i n ga sh i g ha s2 7 4m a h gi sah o ti s s u ei nr e s e a r c h m g - d o p e dl i t h i u mn i c k e l a t ec a ne f f e c t i v e l ye n h a n c ec y c l a b i l i t y , a n dm g x + s t a b i l i z et h el a y e r e d s t r u c t u r eb yp i l l a r i n ge f f e c ta sl i + d e i n t e r c a l a t i o n t h e r e f o r e ，d o p i n gs m a l la m o a n to fm gi sa g o o dw a yt oi m p r o v et h ee l e c t r o c h e m i c a lp e r f o r m a n c eo fl i n i 0 2 t h ex r a yd i f f r a c t i o n p a r e mo fs y n t h e s i z e dm g d o p e dl i n i 0 2w a su s e dt oi n v e s t i g a t et h ef u n c t i o no fp a r a m e t e r s ， i n c l u d i n gc a l c i n a t i o nt e m p e r a t u r e ，l e n g t ho ft i m eo fc a l c i n a t i o n ，h e a t i n gr a t e ，p e l l e t i z i n g p r e s s u r ea n da t m o s p h e r e l i n i o g s m 9 0 0 5 0 2c o u l db ef o r m e dw i t hi ( 0 0 3 i ( 1 0 4 ) r a t i o1 0 3 1 0 9 ， r - f a c t o r 0 ( 0 0 6 ) + 1 ( 1 0 2 ) ) ( 1 0 1 ) r a t i oo 6 8 0 9 4 ，a n d ( 1 0 8 ) ( 1 1 0 ) s p l i r e dp e a k ，c a r a t i o 4 9 1 5 - - 4 。9 2 6 ，i nr 3 ms p a c eg r o u pu n d e rt h ec o n d i t i o n so fl a r g e rt h a n2 1 0m p ap e l l e t i z e d p o w d e r , h e a t i n gr a t e2o c r a i nt op r e c a l c i n e dt e m p e r a t u r e6 0 0 。cf o r9 - 1 5h o u r s ，c r u s h e da n d r e p e l l e t i z e d 。h e a t e dt i l l 6 0 0 。ci n2 - 5o c m i n t h e ns w i t c h e dt o1o c r a i nt i l l7 5 0o c i s o t h e r m a l l yf o r2 0h o u r s a l li no x y g e nf l o w n e v e r t h e l e s s t h ec a p a c i t yi su n s a t i s f a c t o r y t h ec a p a c i t yo fs y n t h e s i z e dl i n i o9 5 m 9 0 0 5 0 2i sr e a l l yu n c o m f o r t a b l ee v e nt h o u g hi ti s d i f f i c u l tt op r e p a r e a ni n c r e a s e do r d e r i n gh a v eb e e np r o v e db yd e l m a sg r o u pi nl i t h i u m n i c k e lc o b a l to x i d e ( l i n i l y c 0 2 ) s y s t e ma st h ec o b a l tc o n t e n ti n c r e a s e s i ti sn e c e s s a r yt o s y n t h e s i z el i t h i u mn i c k e lc o b a l to x i d e si n o r d e rt oi m p r o v ec a p a c i t ya n dc y c l a b i l i t y p u r e ， c a t i o n d o p e da n da n i o n d o p e dl i n i , _ y c o y 0 2 ，w h i c ha r el i n i 0s c 0 02 0 2 ，l i n i 0s c 0 02 0 t 9 5 f 0 0 5 a n dl i n i o 7 5 c 0 02 m 9 00 5 0 2 ，r e s p e c t i v e l y , w e r es e l e c t e dt op e r f o r mt e s t s e a c hs a m p l ew a s p 砖p a r e db yp r e c a l c i n e da t6 0 0o cf o r10h o u r s ，t h e nc a l c i n e da t7 5 0o cf o r15h o u r sa f t e r r e g r o u n da n dr e p e l l e t i z e d i ti sf o u n dt h a td o p a n t sf ，m gc a nn o ta f f e c tt h el i i o nd i f f u s i o n ， c h a r a c t e r i z e db yt h e i rc h e m i c a ld i f f u s i o nc o e f f i c i e n t sb e i n gi nt h es a m eo r d e ra st h a to f l i n i os c 0 02 0 2 t h r o u g he l e c t r o c h e m i c a li m p e d a n c et e s t ，c h a r g e t r a n s f e rr e s i s t a n c ei s i n c r e a s e da sar e s u l to ft h el a t t i c ed i s t o r t i o n ，v o l u m ec h a n g ea n dm i c r o c r a c k i n gi nc a t h o d e 浙江大学博士学位论文 锂镍氧基化台物的合成与性能表征 m a t e r i a lu p o nc y c l i n gw h i l et h er a n d o mv a r i a t i o no fs e ir e s i s t a n c er e l a t e st h ed e t e r i o r a t i o n a n dr e f o r m a t i o np r o c e s st ot h es e i l a y e r u p o nc y c l i n g ，t h ec a t h o d em a t e r i a l sr e a c t e dw i t ht h e e l e c t r o l y t ea n df o r m e dd i f f e r e n tf u n c t i o n a lg r o u p s ，s u c ha sc = 0 ，c h 2 c h 3 ，c oa n do c o ；， e t c t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h ef o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e ds p e c t r o s c o p i c ( f t i r ) p a t t e r n sf o r p u r ea n dd o p e dl i t h i u mn i c k e l c o b a l to x i d e si sl i t t l e t h ec y c l a b i l i t yo fw e l l c r y s t a l l i z e d c a t h o d em a t e r i a li ss o m e w h a ti m p r o v e d b yt h ed o p a n t s ，b u t i t s c a p a c i t yw a ss t i l l u n s a t i s f a c t o r y , b e l o w9 0m a k gi n i t i a lc a p a c i t y , e v e nt h o u g ht h ec a p a c i t yi se n h a n c e dw i t h d o p i n gc o t h eu s eo fs o l u t i o nc h e m i s t r yb a s e d t e c h n i q u e s ，s u c ha ss o l g e t ，f o rs y n t h e s i z i n g m a t e r i a l sc a ny i e l dm o l e c u l a r l yh o m o g e n e o u si n t e r m e d i a t ep r e c t t r s o r st of u r t h e ri m p r o v e c a p a c i t ya n de y c t a b i t i t y x e r o g e l sw e r ep r e p a r e du t i l i z i n gm a l e i ea c i da st h ec h e l a t i n ga g e n t , d e i o n i z e d ( d i ) w a t e ro re t h a n o la st h es o l v e n tt o g e t h e rw i t hm e t a ln i t r a t e s a f t e rc a l c i n e da t 7 5 0o cf o r1 2h o u r s ，t h ed i - w a t e r - p r e p a r e dl i n i os c 0 02 0 2o f f e r sb e t t e rc a p a c i t y1 3 5m a h g a n dc y c l a b i l i t ya n di t sa c t i v a t i o ne n e r g yi sa b o u to n e h a l ft h a to fe t h a n 0 1 t h ea m o u n to f n i i o no c c u p a n c yo nl i i o ns i t ei ss m a l l e ru p o nt h ei n v e s t i g a t i o no fr i e t v e l dr e f i n e m e n t t h e r e a s o no fh i g h e ra c t i v a t i o ne n e r g yf o re t h a n o l - p r e p a r e dx e r o g e li s p r o b a b l yb e c a u s ei th a s b e e nt h r o u g ht h ep r o c e s so fr e d u c t i o nt h a to c c u r r e da ts o l - g e l ，i nw h i c hm e t a l sn i c k e la n d c o b a l tw e r ef o u n d ，a n dr e o x i d a t i o nw h i c hh a p p e n e da tc a l c i n e t h em o r es t a g e st h eh i g h e rt h e a c t i v a t i o ne n e r g y t h ec o i n c i d e n c ei st h a tn i t r a t ei o ni t s e l fp l a y st h er o l ef o rc a t a l y z i n gt h e e s t e r i f i c a t i o no f m a l e i ca c i da c c o m p a n i e db yt h er e d u c t i o no f m e t a ls a l t s c i t r i ca c i dh a st h r e ec a r b o x y l i ca n do n eh y d r o x y lg r o u pf o rc o o r d i n a t i n gm e t a li o n sa n d s u p p l i e si n t i m a t eb l e n d i n ga m o n g t h ei o n s u s ec i t r i ca c i da st h ec h e l a t i n ga g e n ta n dd 1w a t e r a st h es o l v e n ta l o n g 。w i t ht h es a m es y n t h e s i sc o n d i t i o na st h a to fm a l e i ca c i dt op r e p a r e l i n i o8 c 0 02 0 2 i t sf u n c t i o n a lg r o u p sa r ec o m p l e t e l ys a n l ea st h o s eo fu s i n gm a l e i ca c i du p o n s t u d i e db yf t i r t h ec y c l a b i l i t yi sg o o da n dt h em a x i m u mc a p a c i t yi s12 2m a h gl o w e rt h a n t h a to fm a l e i ca c i d c o p r e c i p i t a t i o nl i k es o l g e li sa l s oaw e tc h e m i s t r ym e t h o d s o l g e lh a sb e e nv e r i f i e dt o i m p r o v eb o t hc a p a c i t ya n dc y c l a b i l i t yo f t h em a t e r i a l i ti sw o r t ht oc o n d u c tc o p r e c i p i t a t i o ni n c o n j u n c t i o nw i t ht w o - s t e pc a l c i n i n gs a n l ea st h ep r e v i o u ss o l i d - s t a t er e a c t i o nf o rs y n t h e s i z i n g a n dt e s t i n gl i n i 08 c 0 02 0 2 3 - ( n i ，c o ) ( o h ) 2w a sc o p r e c i p i t a t e da n dc a l c i n e dw i t hl i o h t h e r e i so x y g e nd e f i c i e n c yo b s e r v e da n dt h eo c c u p a n c yo f n ii o i l so nl i i o ns i t ei sa l m o s tt h es a m e a st h a to fc i t r i ca c i dt h r o u g hr i e t v e l dr e f i n e m e n t i t sl i i o nd i f f u s i o nt o e f f i c i e n t sa tr o o m 浙江大学博士学位论文 锂镍氧基化台物的台成与性能表征 t e m p e r a t u r ea n d5 5 。ca r ei nt h es a m eo r d e r 1 0 一c m 2 s e ca s t h o s eo fl i n i o8 c 0 02 0 2 p r e p a r e db ym a l e i co rc i t r i ca c i d t h ec a p a c i t ya n dc y c l a b i l i t yo fs a m p l e sl i n i 08 c 0 02 0 2s y n t h e s i z e db ys o l g e lc o m b i n e d w i t hc a l c i n i n g c o p r e c i p i t a t i o nc o m b i n e dw i t l lc a l c i n i n ga n dp u r es o l i d s t a t ec a l c i n i n gw e r e c o r r e l a t e dt ot h e i rr i e t v e l dr e f i n e m e n t i ti si n f e r r e dt h a tt h es m a l l e ra m o u n to fn i - i o no n l i i o ns i t et h eb e t t e rt h ec a p a c i t ya n dc y c l a b i l i t y ，t h er e a s o ni st h el o n g e rb o n dl e n g t ho fl i o c o u l db eo b t a i n e dw i t ht h el e s sn io c c u p a n c y , a n dt h i sc a nf a c i l i t a t el i i o nm i g r a t i o nd u r i n g i n t e r c a l a t i o na n dd e i n t e r c a l a t i o n i na d d i t i o n 。n i 3 。f 蚺i o n st e n dt om i g r a t ef r o mt h eo c t a h e d r a l s i t e s ( 3 as i t e s ) o ft h en i c k e lp l a n e st ot h eo c t a h e d r a ls i t e s ( 3 bs i t e s ) o ft h el i t h i u mp l a n e sv i a t h en e i g h b o r i n ge m p t yt e t r a h e d r a ls i t e s ( 6 cs i t e s ) a th i g ht e m p e r a t u r e h e n c e ，t h ed e g r a d a t i o n o f c a p a c i t yf a d i n gi sm o r es e r i o u sf o re a c hs a m p l ea t5 5o c h y d r o t h e r m a lr o u t ec o m b i n e dw i t hc a l c i n i n gf a i l e dt os y n t h e s i z ep u r ea n dd o p e d l i t h i u m n i c k e lc o b a l to x i d e s h o w e v e r ，i ti sc o n f m n e da g a i nt h a taw e l l m i x e dn iw i t hc oi s i n d i s p e n s a b l et os y n t h e s i z i n gl i t h i u mn i c k e lc o b a l to x i d e s k e yw o r d s ：l i t h i u m i o nb a t t e r y , c a t h o d em a t e r i a l ，l i t h i u m n i c k e l b a s e d o x i d e ，t h e r m a l a n a l y s i s ， e l e c t r o c h e m i c a l p r o p e r t y ， r i e t w e l dr e f i n e m e n t ,f o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e d s p e c t r o s c o p y 浙江大学博士学位论文 锂镍氧基化舍物的合成与性能表征 c h a p 1i n t r o d u c t i o n 1 1i n t r o d u c t i o n t h ed e m a n d sf o ra d v a n c e de n e r g ys t o r a g es y s t e mh a v es t i m u l a t e de x t e n s i v er e s e a r c h t o w a r dt h er e p l a c e m e n to f1 e a da n dc a d m i u mb yo t h e rm e 诅1 l i ce l e m e n t sw h i c ha r e e n v i r o n m e n t a l l yl e s sa g g r e s s i v ea n dp r o v i d eh i g h - e n e r g y - d e n s i t yb a t t e r i e s t h ea d v a n t a g e so f u s i n gt h el i g h t e s tm e t a l ，l i t h i u m ，a st h en e g a t i v ee l e c t r o d ew a sd e m o n s t r a t e de a r l i e rb yt h el o w w e i g h t sa n dh i g hc e l lv o l t a g e so b t a i n e d m o r e o v e r , t h es e a r c hf o rr e c h a r g e a b l el i t h i u ma n o d e c e l l sw a sf a c i l i t a t e db yt h er e v e r s i b l ei n s e r t i o no fl i t h i u mf o u n di nm a n yi n t e r c a l a t i o nh o s t 1 a t t i c e s ，w h i c hm a k e st h e s es o l i d ss u i t a b l ea sa c t i v ec a t h o d em a t e r i a l s i nt h i sw a y , l i t h i u m i n t e r c a l b i o nc o m p o u n d sa n dr e a c t i o n sh a v ea t t r a c t e dt h ei n t e r e s to fm a n yr e s e a r c h e r ss i n c e t h ee a r l y1 9 7 0 s a sar e s u l to ft h i se x t e n s i v er e s e a r c h ，s e v e r a lc o m m e r c i a lp r o d u c t se m e r g e d i nt h ef i e l do fb o t hp r i m a r ya n dr e c h a r g e a b l es y s t e m s t h ei m t i a ls u c c e s so ft h er e c h a r g e a b l e p r o d u c t sw a ss o o do v e r s h a d o w e db yp r o b l e m sa s s o c i a t e dw i t ht h ep o o rr e c o n s t r u c t i o no f t o p o g r a p h yo f m e t a ls u r f a c e so nc y c l i n g t h em e t a li o n sd e p o s i t e do nt h es u r f a c eo f t h em e t a l e l e c t r o d ed u r i n gc e l lc h a r g ea r ea ts i t e sd i f f e r e n tt ot h o s ef r o mw h i c ht h e ya r er e l e a s e dd u r i n g c e l ld i s c h a r g e s u b s e q u e n t l y ，t h eg r o w t ho fl i t h i u md e n d r i t e sm a yt a k ep l a c eo np r o l o n g e d c y c l i n g ，w h i c hr e s u l t si np o o rc y c l a b i l i t ya n dp o s s i b l ei n t e r n a ls h o r t c i r c u i t s t h i sp r o b l e m h a sa l s ol i m i t e dt h ea p p l i c a b i l i t yo fo t h e rl e s s e l e c t r o p o s i t i v em e t a l s s u c h a sz i n c i n r e c h a r g e a b l es y s t e m h o w e v e r , t h ep r o b l e mw i t hl i t h i u mi sp r o b a b l em o r ed r a m a t i ca sa c o n s e q u e n c eo f t h ee x o t h e r m i cr e a c t i o nw i t hh y d r o g e nr e l e a s et h a tm a yh a v ee x p l o s i v er e s u l t s m o r er e c e n t l y , as u b s t a n t i a li m p r o v e m e n ti nt h ep e r f o r m a n c eo fl i t h i u mr e c h a r g e a b l eb a t t e r i e s w a sa c h i e v e db yt h ea p p l i c a t i o no ft h el i t h i u m i o nc o n c e p t ，w h i c hc a nb ec o n s i d e r e da sa m o d i f i c a t i o no far o c k i n g c h a i rs y s t e m ，s u c ha st h o s ep r e v i o u s l yr e p o r t e di nt h el i t e r a t u r e 咀 1 2s p e c i f i ce n e r g ya n de n e r g yd e n s i t y r e g a r d i n gt h es p e c i f i ce n e r g y , i e ，t h ee l e c t r i ce n e r g yp e rm a s s ，am a j o rd i s t i n c t i o nc a l l b em a d eb e t w e e nt o d a y sa q u e o u sa n dn o n a q u e o u sb a t t e r ys y s t e m s a p a r tf r o mb a t t e r i e sf o r s o m es p e c i a la p p l i c a t i o n s ，t h e r ea r ea q u e o u sb a k e r i e sw i t ht 0 0k w t d gf o rp r i m a r ys y s t e m s ， a n da b o u t6 0k w h gf o rs e c o n d a r ys y s t e m s ；a n dn o n a q u e o u sb a t t e r i e sw i t ha b o u t4 0 0k w h g f o rp r i m a r ys y s t e m sa n da b o u t1 2 0 k w h gf o rs e c o n d a r ys y s t e m s f o rc o m p a r i s o n ，t h eu t i l i z a b l ee l e c t r i c a lo rm e c h a n i c a le n e r g yo fag a s o l i n ee n g i n ei s 3 0 0 0k w h gg a s o l i n e z i n c c a r b o na n da l k a l i n e m a n g a n e s ec e i l sa r ep r i m a r yb a t t e r ys y s t e m s ； 浙江大学博士学位论文 锂镍氧基化合物的合成与性能表征 l e a d ，n i c k e l c a d m i u m ，a n dn i c k e l m e t a lh y d r i d ea c c u m u l a t o r so es e c o n d a r yb a t t e r i e sw i t h a q u e o u se l e c t r o l y t es o l u t i o n s t h e i rp e r f o r m a n c e sa r ec o m p a r e di nt a b l e1 1 【2 1 t h ea q u e o u s b a t t e r ys y s t e m sg e n e r a l l ys h o wo n l yl i m i t e do p e r a t i o na tt o wt e m p e r a t u r e s b e c a u s eo ft h e d e c o m p o s i t i o n