本文關(guān)鍵詞： 鋰離子電池 雜多酸 石墨烯 聚苯胺　出處：《揚州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：雜多酸又名多金屬氧簇(POM),是一類結(jié)構(gòu)多樣、功能豐富的單分子簇合物,在催化、電化學(xué)、儲能、光化學(xué)、離子導(dǎo)體及磁等方面均展現(xiàn)出優(yōu)異性質(zhì)及廣闊的應(yīng)用前景。因此,利用其獨特的功能和結(jié)構(gòu)特性,實現(xiàn)多金屬氧簇的材料化和器件化變得尤為重要。但是雜多酸在擁有高的儲鋰能力的同時,其自身也有一些缺陷,例如導(dǎo)電能力差且亦溶解于LiPF6電解液,這些缺點都制約著雜多酸在鋰離子電池正極材料中的應(yīng)用。所以怎樣彌補這些不足,實現(xiàn)雜多酸復(fù)合材料在電化學(xué)中的應(yīng)用成為多金屬氧簇學(xué)科中的研究重點。(1)Keggin型的磷鎢酸是多金屬氧簇的一種,能夠可逆得失一個或數(shù)個電子而保持結(jié)構(gòu)不變,具有較高的儲鋰的性質(zhì),將其作為鋰離子電池的正極材料制備鋰離子電池時,因其導(dǎo)電性能差,近乎絕緣體,我們將導(dǎo)電聚合物聚苯胺和磷鎢酸通過靜電作用力復(fù)合,聚苯胺陽離子團和去氫離子的磷鎢酸陰離子團相結(jié)合形成[(C6H5N)6(PW12O4O40)3-]n復(fù)合材料,但是通過測試,這樣的復(fù)合材料仍能和純磷鎢酸一樣易溶解于LiPF6電解液,我們又將PANI/PW12復(fù)合材料負載到具有超大的比表面積及優(yōu)異的電學(xué)和機械性能的石墨烯上,通過水熱反應(yīng),制備出rGO@PANI/PW12復(fù)合材料,再進行一系列的形貌和結(jié)構(gòu)表征,如紅外、XRD、拉曼、熱重等,最后將這樣的復(fù)合材料制備成2032型鋰離子電池,通過高性能電池檢測系統(tǒng)測其電化學(xué)性質(zhì),通過檢測我們得出:分別在50mA/g、100mA/g、200mA/g、500mA/g、1A/g、2A/g、50mA/g的不同電流密度下,其放電比容量依次為280mAh/g、270mAh/g、230mAh/g、190mAh/g、155mAh/g、127mAh/g、280mAh/g、275mAh/g。(2)通過查閱相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)如果利用堿金屬陽離子修飾到雜多酸陰離子團上,可以得到雜多酸鹽,經(jīng)過測試這樣的雜多酸鹽基本不溶解于LiPF6電解液,目.堿金屬陽離子Cs+和雜多酸結(jié)合其形貌不同。由于所制備的雜多酸鹽依然是導(dǎo)電性能差,所以我們還是通過水熱法包覆石墨烯,制備出石墨烯/雜多酸鹽復(fù)合材料,這樣的復(fù)合材料導(dǎo)電性、循環(huán)穩(wěn)定性、放電比容量都比較優(yōu)異,同樣我們也進行了如掃描、透射、紅外、XRD、拉曼、熱重等表征,再將其制備成鋰離子電池測其電化學(xué)性能,通過測試發(fā)現(xiàn)在50mA/g的電流密度下其放電比容量達到了 240mAh/g,再在1A/g的電流密度下進行了 700圈的長循環(huán)性能測試,開始時放電比容量達到了120mAh/g,經(jīng)過了700圈的放電比容量依然有100mAh/g。(3)前面兩部分中我們都利用水熱反應(yīng),在制樣的過程中周期長、能耗大。在第三部分中我們利用磷鉬酸強的氧化性質(zhì),將磷鉬酸、苯胺、石墨烯三者原位一步反應(yīng),制備出rGO@PANI/PMo12復(fù)合材料,它是一種三維的三明治結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)有利于阻止石墨烯π-π效應(yīng)引起的團聚,并且可以撐開石墨烯的層間距,增大了 3D海綿石墨烯的比表面積從而為更多鋰離子嵌入/嵌出正極材料提供了位置,從而提高了用該rGO@PANI/PMo12復(fù)合材料放電比容量。在0.1C的倍率下,其放電比容量達到了305mAh/g,1C的倍率下,其初始放電比容量有120mAh/g,在500圈時依然能有60mAh/g,維持率達到了 50%。
[Abstract]:Heteropoly ( heteropoly acid ) , also known as polyoxometalate ( POM ) , is a kind of single molecule cluster with various structures and rich functions . It is very important for the application of polyoxometalic acid in the cathode material of lithium ion battery .

【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33;TM912

【參考文獻】

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本文編號：1495758