本文關(guān)鍵詞：炭基硫化鐵復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2015年

固相助熔劑法鋰錳氧化合物電池材料的合成及其電化學(xué)性質(zhì)研究

孟雨佳  

【摘要】：快節(jié)奏的工業(yè)化在給社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也造成了人們生活環(huán)境的嚴(yán)重污染�？紤]到環(huán)境友好和可持續(xù)性等方面因素，以鋰離子電池為代表的清潔能源裝置極大地激起了科研人員的研究興趣。由于鋰離子電池自身具有高的能量密度的優(yōu)點(diǎn)，因此其被視為是現(xiàn)階段最受關(guān)注的能量?jī)?chǔ)存裝置�，F(xiàn)在，例如手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、筆記本電腦等諸多便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源部分均使用的是鋰離子電池。此外，在電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)中也有鋰離子電池的應(yīng)用。然而對(duì)于鋰離子電池而言最為顯著的不足即為相對(duì)較低的功率密度，這就制約了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用空間。綜上，如何提高鋰離子電池的功率密度，進(jìn)而展現(xiàn)出更好的電化學(xué)性能是解決鋰離子電池問(wèn)題的關(guān)鍵所在。具有納米結(jié)構(gòu)的電極材料由于能夠縮短鋰離子的擴(kuò)散路徑從而簡(jiǎn)化鋰離子嵌入和脫出的過(guò)程，最終可以達(dá)到提高電池功率性能的目的。本文在常壓和高壓的條件下分別合成了具有特殊形貌的鋰錳氧化合物并研究了其電化學(xué)性質(zhì)。 （1）采用二氧化錳和氫氧化鋰為反應(yīng)原料，以氯化鈉為助熔劑，在不同的溫度下合成了LiMn2O4。使用XRD、SEM、TEM等測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。我們可知溫度在700°C同時(shí)存有助熔劑的條件下可以得到形貌最為規(guī)整且粒徑尺寸最為均一的LiMn2O4納米線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其直徑約為40nm，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)微米。在電化學(xué)測(cè)試方面，該樣品在0.2C的倍率下首次放電容量可達(dá)125.5mAh/g，在100次循環(huán)后仍有85.6%的容量保存。這里表現(xiàn)出的優(yōu)異性質(zhì)與LiMn2O4納米線的結(jié)構(gòu)有著密切聯(lián)系。同時(shí)，文中我們對(duì)于助熔劑在反應(yīng)過(guò)程中的機(jī)理作用做出了詳細(xì)的說(shuō)明。 （2）本文首次采用高溫高壓水熱法對(duì)LiMnO2進(jìn)行了合成，同時(shí)將常壓下經(jīng)由高溫固相法合成的相同產(chǎn)物作為對(duì)照并比較了產(chǎn)物間性質(zhì)上的差異。兩種方法中均采用兩步合成的方法合成LiMnO2材料。需要指出的是：在反應(yīng)中鋰源屬于過(guò)量組分，在反應(yīng)過(guò)程中我們將過(guò)量的組分用作助熔劑使用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，原料中元素摩爾比以Li:Mn=5:1的比例混合得到的樣品純度最高。 （3）通過(guò)高溫固相法得到了直徑約為1μm的多孔微球狀樣品，高溫高壓水熱法則展現(xiàn)為“”型產(chǎn)物。在充放電測(cè)試中，微球狀樣品首次放電容量可以達(dá)到128mAh/g。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，放電容量有了逐漸升高的趨勢(shì)，在第20次循環(huán)時(shí)放電容量可以達(dá)到155mAh/g。高溫高壓水熱樣品的首次放電容量為104.5mAh/g，最大的放電容量為112.7mAh/g。從循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試分析，高溫管式爐樣品的電化學(xué)活性高于高溫高壓水熱樣品，這表明盡管壓力存在時(shí)可以抑制產(chǎn)物在電化學(xué)過(guò)程中發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，但由結(jié)構(gòu)所增強(qiáng)的化學(xué)活性仍在電化學(xué)測(cè)試過(guò)程中占有主導(dǎo)地位。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912
【目錄】：

下載全文 更多同類(lèi)文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購(gòu)買(mǎi)知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王玲;高朋召;李冬云;黃詩(shī)婷;肖漢寧;;鋰離子電池正極材料的研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2013年01期

2 郭子龍;吁霽;;低溫固相法制備球形摻La鎳酸鋰正極材料及其電化學(xué)性能[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年10期

3 王永琛;倪江鋒;王海波;高立軍;胡道中;王子冬;;鋰離子電池一致性分選方法[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2013年05期

4 鄭浩;高健;王少飛;李泓;;鋰電池基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題(Ⅵ)——離子在固體中的輸運(yùn)[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2013年06期

5 趙紅遠(yuǎn);闕東陽(yáng);張崢;劉興泉;;軟化學(xué)法制備新型正極材料LiMnO_2的研究進(jìn)展[J];電池工業(yè);2013年Z2期

6 王彎;王婷;朱丁;陳云貴;;La和F復(fù)合摻雜對(duì)LiMn_2O_4高倍率性能的影響[J];功能材料;2013年19期

7 王昊;閆勇;徐凱琪;林明翔;唐代春;董金平;孫洋;陳彬;賁留斌;黃學(xué)杰;;鋰電池?zé)狳c(diǎn)論文點(diǎn)評(píng)(2013.10.1—2013.11.30)[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年01期

8 孔德群;裴艷敏;邢立業(yè);崔燾;李珍;;儲(chǔ)能飛輪轉(zhuǎn)子用金屬材料的研究現(xiàn)狀[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年01期

9 馬璨;呂迎春;李泓;;鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題(VII)——正極材料[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年01期

10 易亞杰;汪紅梅;黃越華;朱怡霖;;表面包覆CaF_2的尖晶石LiMn_2O_4性能[J];電源技術(shù);2013年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 宋植彥;謝凱;鄭春滿;;二次燒結(jié)溫度對(duì)溶膠-凝膠法制備納米LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正極材料性能影響的研究[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間材料專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2012學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文（摘要）集[C];2012年

2 蔣利軍;;第3章 儲(chǔ)能材料[A];中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2009）[C];2010年

3 李波;宰建陶;肖映林;韓倩琰;錢(qián)雪峰;;SnO_2/C復(fù)合材料的生物模板法制備及其鋰電性能研究[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

4 常龍嬌;鄭見(jiàn)杰;翟玉春;代克化;;PVP溶膠-凝膠燃燒法制備Li_4Ti_5O_(12)及其倍率性能的研究[A];2013年全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇（冶金工程）論文集[C];2013年

5 王雯婷;馮輝;許立超;劉東秦;;電動(dòng)汽車(chē)用電池單體的選擇與評(píng)價(jià)[A];2013中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

6 張慶堂;梅軍濤;王曉梅;;NO_3~-/CH_3COO~-比例對(duì)尖晶石LiMn_2O_4性能的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第24分會(huì)：化學(xué)電源[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 哈里德;幾種錳氧化物納米材料的合成、表征及其在顏料催化降解中的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2011年

2 李娜;Li_4Ti_5O_(12)及其復(fù)合材料的制備及鋰離子電池性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 武斌;炭基硫化鐵復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究[D];北京化工大學(xué);2013年

4 李曉偉;過(guò)渡金屬氧化物微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2013年

5 李高望;含電動(dòng)汽車(chē)的電力系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題研究[D];華中科技大學(xué);2013年

6 鄭丹;電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電力系統(tǒng)的影響以及交互作用研究[D];華南理工大學(xué);2013年

7 陳振宇;磷酸釩鋰及其與磷酸鐵鋰復(fù)合材料制備和電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 文志剛;金屬氧化物微/納米結(jié)構(gòu)的合成、表征及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2013年

9 宋劉斌;鋰離子電池的熱電化學(xué)研究及其電極材料的計(jì)算與模擬[D];中南大學(xué);2013年

10 朱剛;獨(dú)特形貌氧化錳納米電極材料的可控制備及其電容性質(zhì)研究[D];陜西師范大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 梅偉民;氧化鈷（II，，III）納米結(jié)構(gòu)的制備及其電化學(xué)、CO催化氧化性能研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 劉新慶;離子摻雜正極材料LiFePO_4的制備與性能研究[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2013年

3 李卓;CoTiO_3和NiTiO_3固溶體的制備與儲(chǔ)鋰性能研究[D];北京化工大學(xué);2013年

4 凌世攀;水滑石負(fù)載納米金磁性復(fù)合材料的制備及催化性能研究[D];北京化工大學(xué);2013年

5 李麗娥;磷酸錳鋰納米材料的制備及其鋰離子電池正極材料性能研究[D];山東大學(xué);2013年

6 白翔;多級(jí)多孔碳納米纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其儲(chǔ)能性能的研究[D];北京化工大學(xué);2013年

7 張振偉;鈦酸鋰電池負(fù)極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D];陜西科技大學(xué);2013年

8 張曉娟;用戶側(cè)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)峰的儲(chǔ)能電站控制策略研究[D];陜西科技大學(xué);2013年

9 葉艷艷;高容量動(dòng)力鋰離子電池正極材料的合成和改性研究[D];江南大學(xué);2013年

10 董瑞;飛輪電池在分布式電源微網(wǎng)中對(duì)電能質(zhì)量的改善作用[D];蘭州理工大學(xué);2013年

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 畢鴻章;日本開(kāi)發(fā)出硼酸鋁晶須[J];建材工業(yè)信息;1997年01期

2 ;助熔劑法生長(zhǎng)大尺寸YIG單晶[J];磁性材料及器件;1972年02期

3 ;磁性材料單晶的一些生長(zhǎng)方法[J];磁性材料及器件報(bào)導(dǎo);1971年03期

4 樊慧慶,吳浩;PINT鐵電晶體的助熔劑法制備工藝與介電性能[J];壓電與聲光;2005年04期

5 蔡文永;張守業(yè);張志良;郭永健;徐志成;;加速坩堝旋轉(zhuǎn)技術(shù)生長(zhǎng)鐵氧體單晶[J];磁性材料及器件;1988年03期

6 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孟慶芬;陳三平;董亞萍;李武;高勝利;;助熔劑法制備六角片狀四氧化三鈷[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

2 張永興;魏明;李武;邊紹菊;宋爽潔;乃學(xué)瑛;;高溫助熔劑法制備鈦酸鉛晶須[A];第十六屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集-07新材料、新方法、新器件和設(shè)備[C];2012年

3 王永剛;李如康;;K_2Al_2B_2O_7晶體的生長(zhǎng)及助熔劑對(duì)紫外吸收的影響[A];第15屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

4 韓樹(shù)娟;王繼揚(yáng);李靜;郭永解;王永政;;BaBiBO4晶體的助熔劑體系探索[A];第15屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 張承乾;陶緒堂;蔣民華;;氧化鋅體單晶的助熔劑法生長(zhǎng)研究初探[A];第14屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

6 張永興;魏明;李武;邊紹菊;宋爽潔;乃學(xué)瑛;;高溫助熔劑法制備鈦酸鉛晶須[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

7 胡文革;馬笑山;張順興;;三溫區(qū)助熔劑法制備光折變晶體的研究[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

8 余雪松;胡章貴;;新助熔劑生長(zhǎng)CsLiB_6O_(10)(CLBO)晶體[A];第15屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

9 趙蘭玲;張素芳;王繼揚(yáng);;堿液中ZnO飽和點(diǎn)的測(cè)試[A];第15屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

10 孟雨佳;馬兵;馮麗坤;王曉峰;劉曉旸;;助熔劑法合成LiMn_2O_4正極材料及其電化學(xué)性質(zhì)研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第05分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王曉峰;稀土及過(guò)渡族金屬氧化物的高溫高壓助熔劑方法合成及性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2007年

2 郭永解;壓電晶體磷酸三鎵的生長(zhǎng)、性能與應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2013年

3 李本仙;汞系銅氧化物高溫超導(dǎo)體與氧化亞銅單晶體的生長(zhǎng)與性質(zhì)的研究[D];吉林大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬兵;氟化物的助熔劑法合成及其光學(xué)性質(zhì)的研究[D];吉林大學(xué);2015年

2 周峻;BaAl_(12)O_(19):Mn~(2+)和BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)的助熔劑法制備及其發(fā)光性能的研究[D];蘭州大學(xué);2010年

3 袁晰;助熔劑法制備片狀氧化鐵晶體及其生長(zhǎng)機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2009年

4 廖敏;稀土磷酸鹽晶須的固相合成及表征[D];廣西大學(xué);2007年

5 王閏冬;新型層狀二氧化錳的高壓助熔劑合成[D];吉林大學(xué);2011年

6 賀宇;新型鐵電單晶Pb（Zn_（1/3）Nb_（2/3））O_3-PbTiO_3的生長(zhǎng)[D];北京工業(yè)大學(xué);2000年

7 王巍;助熔劑法合成KMF_3（M=Mn，Zn，Mg）及其光學(xué)性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2013年

8 馮麗坤;氧化亞銅微晶及其復(fù)合材料的助熔劑法合成及其光催化性質(zhì)的研究[D];吉林大學(xué);2015年

9 孟雨佳;固相助熔劑法鋰錳氧化合物電池材料的合成及其電化學(xué)性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2015年

10 宋新宇;綠色長(zhǎng)余輝材料SrAl_2O_4：Eu～（2+），Dy～（3+）的助熔劑法制備及其發(fā)光特性研究[D];蘭州大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：炭基硫化鐵復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：206864