鋰離子電池用金屬氧化物/碳復(fù)合負(fù)極材料的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-07 16:12
在上個(gè)世紀(jì),人類進(jìn)行了大規(guī)模的重工業(yè)化生產(chǎn),從而消耗了地球上大量的資源,F(xiàn)如今,隨著工業(yè)、建筑業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展,能源的消耗速度也大幅提升。然而,地球上能源的總量是有限的,也是不可再生的,石油和天然氣將在不久的將來消耗殆盡。能源已經(jīng)成為人類生存和發(fā)展不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ),因此,研究能量的高性能大存儲(chǔ)技術(shù)和開發(fā)新的能源顯得尤為重要。能量存儲(chǔ)已經(jīng)應(yīng)用于人類生活的方方面面,鋰離子二次電池憑借著能量密度高、自放電小、循環(huán)穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、使用安全等優(yōu)勢(shì),在能量存儲(chǔ)方面擔(dān)當(dāng)著主力軍的作用。然而,當(dāng)今社會(huì)電動(dòng)汽車行業(yè)蓬勃興起,必然對(duì)鋰離子電池電極材料提出新的要求。已經(jīng)商業(yè)化的碳負(fù)極電極材料理論容量(372 mAh g-1)比較低,因此迫切需要尋找并研發(fā)新的負(fù)極材料來取代碳負(fù)極。金屬氧化物、硫化物由于具有很高的比容量而逐漸受到人們的重視。除此之外,金屬氧化物、硫化物在自然界中含量豐富、價(jià)格低廉,非常適合用作負(fù)極材料進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。但簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的金屬氧化物、硫化物不能直接用于鋰離子電池負(fù)極,主要原因是電子導(dǎo)電率比較低、鋰離子擴(kuò)散速率也很差,此外,充放電時(shí)還存在嚴(yán)重的體積效應(yīng)。因此,為了開發(fā)新型的金...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 引言
1.2 鋰離子電池簡(jiǎn)介
1.2.1 鋰離子電池的工作原理
1.2.2 鋰離子電池的特性
1.3 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和研究進(jìn)展
1.3.1 鋰離子電池電解液
1.3.2 粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑與集流體
1.3.3 鋰離子電池正極材料
1.3.4 鋰離子電池負(fù)極材料
1.4 金屬氧化物負(fù)極材料研究現(xiàn)狀
1.4.1 金屬氧化物負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)理
1.4.2 金屬氧化物作為負(fù)極材料的優(yōu)點(diǎn)
1.4.3 金屬氧化物負(fù)極材料的缺點(diǎn)
1.4.4 鋰離子電池電極材料的研究方向
第二章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)
2.1 化學(xué)試劑和儀器
2.1.1 化學(xué)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 合成方法及原理
2.2.1 水熱法
2.2.2 高溫固相合成法
2.2.3 溶膠凝膠法
2.2.4 溶劑熱法
2.3 電池組裝
2.3.1 電極制備
2.3.2 對(duì)電極、電解液、隔膜
2.3.3 電池組裝
2.4 表征方法和分析原理
2.4.1 掃描電子顯微鏡
2.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)
2.4.3 X 射線衍射(XRD)
2.4.4 熱重分析法
2.4.5 拉曼光譜分析法
2.4.6 N_2吸附法(BET)
2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
2.5.1 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
2.5.2 充放電性能測(cè)試
2.5.3 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試(EIS)
第三章 三明治結(jié)構(gòu)的FeS_2-graphite插層化合物作為鋰離子電池的負(fù)極材料性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
3.2.2 材料的表征方法
3.3 結(jié)果與討論
3.4 本章小結(jié)
第四章 CoMoO_4納米棒-G復(fù)合材料的大容量及快速儲(chǔ)鋰性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
4.2.2 材料的表征方法
4.3 結(jié)果與討論
4.4 本章小結(jié)
第五章 C_3N_4支撐MoS_2納米材料催化劑的制備及其電化學(xué)性能研究
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
5.2.2 材料的表征方法
5.3 結(jié)果與討論
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溶膠凝膠法[J]. 粉末冶金技術(shù). 2016(02)
[2]鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及其前景分析[J]. 閆金定. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]拉曼光譜在鋰離子電池研究中的應(yīng)用[J]. 趙亮,胡勇勝,李泓,王兆翔,徐紅星,黃學(xué)杰,陳立泉. 電化學(xué). 2011(01)
[4]鋰離子電池的電化學(xué)阻抗譜分析[J]. 莊全超,徐守冬,邱祥云,崔永麗,方亮,孫世剛. 化學(xué)進(jìn)展. 2010(06)
[5]乳液法制備中間相炭微球的微觀結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能[J]. 李伏虎,沈曾民,遲偉東,薛銳生,吳一弦. 化工進(jìn)展. 2010(03)
[6]5V鋰離子電池尖晶石正極材料LiM0.5Mn1.5O4的研究評(píng)述[J]. 伊廷鋒,胡信國,霍慧彬,高昆. 稀有金屬材料與工程. 2006(09)
[7]石墨添加對(duì)中間相炭微球電化學(xué)性能的影響[J]. 趙海,胡成秋. 炭素. 2005(02)
[8]鋰離子電池中正極添加劑配比的優(yōu)化研究[J]. 姚耀春,戴永年,任海倫,李偉宏,崔萌佳. 材料導(dǎo)報(bào). 2004(02)
[9]中間相炭微球的結(jié)構(gòu)對(duì)其電化學(xué)性能的影響[J]. 王紅強(qiáng),李新海,郭華軍,郭永興,彭文杰. 中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(02)
[10]鋰離子電池性能研究[J]. 戴燕珊,冼巧妍,黃振茂. 電池工業(yè). 2002(05)
本文編號(hào):3173694
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 引言
1.2 鋰離子電池簡(jiǎn)介
1.2.1 鋰離子電池的工作原理
1.2.2 鋰離子電池的特性
1.3 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和研究進(jìn)展
1.3.1 鋰離子電池電解液
1.3.2 粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑與集流體
1.3.3 鋰離子電池正極材料
1.3.4 鋰離子電池負(fù)極材料
1.4 金屬氧化物負(fù)極材料研究現(xiàn)狀
1.4.1 金屬氧化物負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)理
1.4.2 金屬氧化物作為負(fù)極材料的優(yōu)點(diǎn)
1.4.3 金屬氧化物負(fù)極材料的缺點(diǎn)
1.4.4 鋰離子電池電極材料的研究方向
第二章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)
2.1 化學(xué)試劑和儀器
2.1.1 化學(xué)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 合成方法及原理
2.2.1 水熱法
2.2.2 高溫固相合成法
2.2.3 溶膠凝膠法
2.2.4 溶劑熱法
2.3 電池組裝
2.3.1 電極制備
2.3.2 對(duì)電極、電解液、隔膜
2.3.3 電池組裝
2.4 表征方法和分析原理
2.4.1 掃描電子顯微鏡
2.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)
2.4.3 X 射線衍射(XRD)
2.4.4 熱重分析法
2.4.5 拉曼光譜分析法
2.4.6 N_2吸附法(BET)
2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
2.5.1 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
2.5.2 充放電性能測(cè)試
2.5.3 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試(EIS)
第三章 三明治結(jié)構(gòu)的FeS_2-graphite插層化合物作為鋰離子電池的負(fù)極材料性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
3.2.2 材料的表征方法
3.3 結(jié)果與討論
3.4 本章小結(jié)
第四章 CoMoO_4納米棒-G復(fù)合材料的大容量及快速儲(chǔ)鋰性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
4.2.2 材料的表征方法
4.3 結(jié)果與討論
4.4 本章小結(jié)
第五章 C_3N_4支撐MoS_2納米材料催化劑的制備及其電化學(xué)性能研究
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)過程
5.2.2 材料的表征方法
5.3 結(jié)果與討論
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溶膠凝膠法[J]. 粉末冶金技術(shù). 2016(02)
[2]鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及其前景分析[J]. 閆金定. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]拉曼光譜在鋰離子電池研究中的應(yīng)用[J]. 趙亮,胡勇勝,李泓,王兆翔,徐紅星,黃學(xué)杰,陳立泉. 電化學(xué). 2011(01)
[4]鋰離子電池的電化學(xué)阻抗譜分析[J]. 莊全超,徐守冬,邱祥云,崔永麗,方亮,孫世剛. 化學(xué)進(jìn)展. 2010(06)
[5]乳液法制備中間相炭微球的微觀結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能[J]. 李伏虎,沈曾民,遲偉東,薛銳生,吳一弦. 化工進(jìn)展. 2010(03)
[6]5V鋰離子電池尖晶石正極材料LiM0.5Mn1.5O4的研究評(píng)述[J]. 伊廷鋒,胡信國,霍慧彬,高昆. 稀有金屬材料與工程. 2006(09)
[7]石墨添加對(duì)中間相炭微球電化學(xué)性能的影響[J]. 趙海,胡成秋. 炭素. 2005(02)
[8]鋰離子電池中正極添加劑配比的優(yōu)化研究[J]. 姚耀春,戴永年,任海倫,李偉宏,崔萌佳. 材料導(dǎo)報(bào). 2004(02)
[9]中間相炭微球的結(jié)構(gòu)對(duì)其電化學(xué)性能的影響[J]. 王紅強(qiáng),李新海,郭華軍,郭永興,彭文杰. 中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(02)
[10]鋰離子電池性能研究[J]. 戴燕珊,冼巧妍,黃振茂. 電池工業(yè). 2002(05)
本文編號(hào):3173694
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