鋰離子電池正極材料LiFePO 4 /石墨烯的制備與性能研究
發(fā)布時間:2021-10-22 11:25
本文在EtOH/H2O混合溶劑體系中,以油酸為表面活性劑制備了橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiFePO4鋰離子電池正極材料,通過球磨方法向LiFePO4樣品中添加石墨烯(GR)制備LiFePO4/GR復(fù)合電極材料,研究了GR的用量和球磨時間等因素對電極材料結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。采用X射線衍射技術(shù)(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對電極材料微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;采用恒電流充放電技術(shù)、交流阻抗法(EIS)和循環(huán)伏安法(CV)對電極材料進(jìn)行了電化學(xué)性能測試。微觀結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明:在以EtOH/H2O為混合溶劑體系制備的LiFePO4均為橄欖石型結(jié)構(gòu)。油酸作為表面活性劑可調(diào)控LiFePO4的晶胞參數(shù),有效抑制LiFePO4團(tuán)聚。其中,油酸添加量為3%合成的樣品顆粒尺寸均勻,粒徑約為200 nm。通過球磨方法添加石墨烯(GR),可進(jìn)一步細(xì)化顆粒尺寸,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在GR添加量為5%,球磨時間為60 min的工藝條...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鋰離子電池簡述
1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程
1.2.2 鋰二次電池結(jié)構(gòu)及充放電過程
1.3 鋰離子電池的正極材料
1.4 LiFePO_4鋰離子電池正極材料
1.4.1 LiFePO_4研究概述
1.4.2 LiFePO_4的結(jié)構(gòu)及工作原理
1.4.3 LiFePO_4的合成方法
1.4.4 LiFePO_4的改性方法
1.5 研究內(nèi)容及方法
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1 樣品的制備
2.2.2 樣品的表征
2.2.3 樣品的電化學(xué)性能測試
2.2.4 樣品的動力學(xué)性能測試
2.3 本章小結(jié)
第3章 溶劑熱法制備LiFePO_4電極材料
3.1 EtOH/H_2O比例對LiFePO_4結(jié)構(gòu)和性能的影響
3.1.1 LiFePO_4電極材料的XRD分析
3.1.2 LiFePO_4電極材料的TEM分析
3.1.3 LiFePO_4電極材料的循環(huán)性能分析
3.2 表面活性劑油酸對合成LiFePO_4的影響
3.2.1 LiFePO_4電極材料的XRD分析
3.2.2 LiFePO_4電極材料的SEM分析
3.2.3 LiFePO_4電極材料的循環(huán)性能分析
3.2.4 LiFePO_4電極材料的倍率性能分析
3.2.5 LiFePO_4電極材料的交流阻抗分析
3.2.6 LiFePO_4電極材料的循環(huán)伏安分析
3.3 本章小結(jié)
第4章 LiFePO_4/GR電極材料的制備
4.1 GR的添加對LiFePO_4結(jié)構(gòu)和性能的影響
4.1.1 LiFePO_4/GR電極材料的XRD分析
4.1.2 LiFePO_4/GR電極材料的TEM分析
4.1.3 LiFePO_4/GR電極材料的循環(huán)性能分析
4.1.4 LiFePO_4/GR電極材料的倍率性能分析
4.1.5 LiFePO_4/GR電極材料的交流阻抗分析
4.1.6 LiFePO_4/GR電極材料的循環(huán)伏安分析
4.2 球磨時間對制備LiFePO_4/GR樣品性能的影響
4.2.1 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的XRD分析
4.2.2 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的TEM分析
4.2.3 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的循環(huán)性能分析
4.2.4 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的倍率性能分析
4.2.5 LiFePO_4/GR電極材料的交流阻抗分析
4.2.6 LiFePO_4/GR電極材料的循環(huán)伏安分析
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料進(jìn)展[J]. 明博,韓虹羽. 化工生產(chǎn)與技術(shù). 2012(04)
[2]氧化石墨制備溫度對石墨烯結(jié)構(gòu)及其鋰離子電池性能的影響[J]. 黃樂旭,陳遠(yuǎn)富,李萍劍,黃然,賀加瑞,王澤高,郝昕,劉競博,張萬里,李言榮. 物理學(xué)報(bào). 2012(15)
[3]鋰離子電池Li1.08Fe(PO4)1.08/C正極材料制備與電化學(xué)性能[J]. 胡傳躍,郭軍,彭秧錫. 電源技術(shù). 2012(07)
[4]鐿摻雜LiFePO4/C正極材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能[J]. 張秋明,喬玉卿,趙敏壽,王立民. 中國稀土學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]稀土Sm摻雜LiFePO4/C正極材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能[J]. 張秋明,喬玉卿,趙敏壽,王立民. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]用于鋰離子電池的石墨烯材料——儲能特性及前景展望[J]. 智林杰,方巖,康飛宇. 新型炭材料. 2011(01)
[7]碳包覆磷酸鐵鋰的微波合成及電化學(xué)性能研究[J]. 童孟良,王湘平. 電源技術(shù). 2010(01)
[8]溶膠-凝膠法制備鋰離子電池正極材料LiFePO4/C[J]. 彭文修,高海燕,孫均利,王慶紅,杜紅梅,焦麗芳,袁華堂. 南開大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[9]Nd3+摻雜對LiFePO4結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的改善[J]. 張麗,趙敏壽,王丹丹,沙鷗,鄧瑞平,孟健. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(10)
[10]鎂離子摻雜對磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 張培新,文衍宣,劉劍洪,許啟明,任祥忠,張黔玲. 功能材料. 2006(12)
本文編號:3451004
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鋰離子電池簡述
1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程
1.2.2 鋰二次電池結(jié)構(gòu)及充放電過程
1.3 鋰離子電池的正極材料
1.4 LiFePO_4鋰離子電池正極材料
1.4.1 LiFePO_4研究概述
1.4.2 LiFePO_4的結(jié)構(gòu)及工作原理
1.4.3 LiFePO_4的合成方法
1.4.4 LiFePO_4的改性方法
1.5 研究內(nèi)容及方法
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1 樣品的制備
2.2.2 樣品的表征
2.2.3 樣品的電化學(xué)性能測試
2.2.4 樣品的動力學(xué)性能測試
2.3 本章小結(jié)
第3章 溶劑熱法制備LiFePO_4電極材料
3.1 EtOH/H_2O比例對LiFePO_4結(jié)構(gòu)和性能的影響
3.1.1 LiFePO_4電極材料的XRD分析
3.1.2 LiFePO_4電極材料的TEM分析
3.1.3 LiFePO_4電極材料的循環(huán)性能分析
3.2 表面活性劑油酸對合成LiFePO_4的影響
3.2.1 LiFePO_4電極材料的XRD分析
3.2.2 LiFePO_4電極材料的SEM分析
3.2.3 LiFePO_4電極材料的循環(huán)性能分析
3.2.4 LiFePO_4電極材料的倍率性能分析
3.2.5 LiFePO_4電極材料的交流阻抗分析
3.2.6 LiFePO_4電極材料的循環(huán)伏安分析
3.3 本章小結(jié)
第4章 LiFePO_4/GR電極材料的制備
4.1 GR的添加對LiFePO_4結(jié)構(gòu)和性能的影響
4.1.1 LiFePO_4/GR電極材料的XRD分析
4.1.2 LiFePO_4/GR電極材料的TEM分析
4.1.3 LiFePO_4/GR電極材料的循環(huán)性能分析
4.1.4 LiFePO_4/GR電極材料的倍率性能分析
4.1.5 LiFePO_4/GR電極材料的交流阻抗分析
4.1.6 LiFePO_4/GR電極材料的循環(huán)伏安分析
4.2 球磨時間對制備LiFePO_4/GR樣品性能的影響
4.2.1 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的XRD分析
4.2.2 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的TEM分析
4.2.3 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的循環(huán)性能分析
4.2.4 LiFePO_4/GR(GR=5%)電極材料的倍率性能分析
4.2.5 LiFePO_4/GR電極材料的交流阻抗分析
4.2.6 LiFePO_4/GR電極材料的循環(huán)伏安分析
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋰離子電池正極材料進(jìn)展[J]. 明博,韓虹羽. 化工生產(chǎn)與技術(shù). 2012(04)
[2]氧化石墨制備溫度對石墨烯結(jié)構(gòu)及其鋰離子電池性能的影響[J]. 黃樂旭,陳遠(yuǎn)富,李萍劍,黃然,賀加瑞,王澤高,郝昕,劉競博,張萬里,李言榮. 物理學(xué)報(bào). 2012(15)
[3]鋰離子電池Li1.08Fe(PO4)1.08/C正極材料制備與電化學(xué)性能[J]. 胡傳躍,郭軍,彭秧錫. 電源技術(shù). 2012(07)
[4]鐿摻雜LiFePO4/C正極材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能[J]. 張秋明,喬玉卿,趙敏壽,王立民. 中國稀土學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]稀土Sm摻雜LiFePO4/C正極材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能[J]. 張秋明,喬玉卿,趙敏壽,王立民. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]用于鋰離子電池的石墨烯材料——儲能特性及前景展望[J]. 智林杰,方巖,康飛宇. 新型炭材料. 2011(01)
[7]碳包覆磷酸鐵鋰的微波合成及電化學(xué)性能研究[J]. 童孟良,王湘平. 電源技術(shù). 2010(01)
[8]溶膠-凝膠法制備鋰離子電池正極材料LiFePO4/C[J]. 彭文修,高海燕,孫均利,王慶紅,杜紅梅,焦麗芳,袁華堂. 南開大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[9]Nd3+摻雜對LiFePO4結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的改善[J]. 張麗,趙敏壽,王丹丹,沙鷗,鄧瑞平,孟健. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(10)
[10]鎂離子摻雜對磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 張培新,文衍宣,劉劍洪,許啟明,任祥忠,張黔玲. 功能材料. 2006(12)
本文編號:3451004
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