磷酸鐵鋰電池因其安全性能高,穩(wěn)定性和循環(huán)性能好等優(yōu)點而受到廣泛關注。本文采用固相反應、機械活化、碳熱還原等方法制備LiFePO4/C復合材料,研究不同乙炔黑和石墨烯導電劑之比對LiFePO4/C復合材料電性能的影響；研究不同含量納米銅粉摻雜對制備LiFePO4/C復合材料的顆粒尺寸以及電性能的影響。為探索制備性能良好的正極材料的工藝條件,用溶膠凝膠法在不同PH值下制備FePO4前驅(qū)體,將前驅(qū)體用前段高溫后段低溫燒結(jié)法制備LiFePO4/C復合材料。采用XRD、激光粒度儀、SEM、EPR、穆斯堡爾譜儀、電化學測試系統(tǒng)、循環(huán)伏安與交流阻抗等實驗手段,對所制備的LiFePO4/C復合材料進行微結(jié)構表征并測試其電化學性能,探討LiFePO4/C復合材料微結(jié)構對電化學性能的影響,主要的實驗結(jié)果如下：(1)以Fe203、蔗糖、Li2CO3為原料,Fe和C原子比為1：1.2,采用固相反應、機械活化以及碳熱還原法制備了LiFePO4/C正極材料,其XRD結(jié)果表明所合成的材料為橄欖石結(jié)構。(2)在分析石墨烯導電劑含量對材料放電比容量的影響時發(fā)現(xiàn),當石墨烯含量為50%的正極材料(C3樣品)首次充放電平臺較...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池工作原理
        1.2.2 鋰離子電池的特性
        1.2.3 電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在的問題
    1.3 鋰電池正極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 層狀結(jié)構鈷、鎳、錳鋰化合物研究現(xiàn)狀
            1.3.1.1 層狀結(jié)構LiCoO₂研究現(xiàn)狀
            1.3.1.2 層狀結(jié)構LiNiO₂正極材料研究現(xiàn)狀
            1.3.1.3 層狀結(jié)構LiMnO₂正極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.2 尖晶石結(jié)構LiMn₂O₄研究現(xiàn)狀
        1.3.3 三元材料研究現(xiàn)狀
    1.4 磷酸鐵鋰材料研究現(xiàn)狀
        1.4.1 磷酸鐵鋰材料結(jié)構與電化學特點
            1.4.1.1 磷酸鐵鋰材料結(jié)構特點
            1.4.1.2 磷酸鐵鋰材料電化學特點
        1.4.2 磷酸鐵鋰材料的制備路徑
        1.4.3 制備磷酸鐵前驅(qū)體的途徑
        1.4.4 磷酸鐵鋰材料的改性研究
        1.4.5 磷酸鐵鋰材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)面臨的問題
    1.5 本論文的選題背景、研究內(nèi)容與創(chuàng)新之處
        1.5.1 本論文的選題背景
        1.5.2 本論文的研究內(nèi)容
        1.5.3 本論文獨創(chuàng)或新穎之處
第二章 實驗藥品、設備及表征方法
    2.1 實驗藥品
        2.1.1 實驗用主要原料與測試主要原料
        2.1.2 實驗的主要儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 熱重和差熱分析
        2.2.2 X-射線衍射(XRD)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 激光粒度分析
        2.2.5 穆斯堡爾譜儀
        2.2.6 電子順磁共振(EPR)
    2.3 電池電化學性能測試
        2.3.1 紐扣模擬電池的裝配
        2.3.2 紐扣模擬電池的電化學性能測試
第三章 不同含量石墨烯導電劑對LiFePO₄/C復合材料電性能影響
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 差熱-熱重分析
            3.3.1.1 碳熱還原法制備LiFePO₄/C復合材料樣品原料的差熱-熱重分析
            3.3.1.2 碳熱還原法制備LiFePO₄/C復合材料差熱-熱重分析
        3.3.2 碳熱還原法制備LiFePO₄/C復合材料對結(jié)構與性能的分析
            3.3.2.1 XRD分析
            3.3.2.2 SEM分析
        3.3.3 不同石墨烯導電劑對LiFePO₄/C復合材料電性能的分析
            3.3.3.1 交流阻抗圖譜分析
            3.3.3.2 循環(huán)伏安分析
            3.3.3.3 首次充放電性能分析
            3.3.3.4 循環(huán)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 固相合成法制備納米銅粉摻雜LiFePO₄/C復合材料
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 納米銅粉摻雜LiFePO₄/C復合材料的原料的差熱-熱重分析
        4.3.2 不同含量納米銅粉摻雜LiFePO₄/C復合材料對結(jié)構與性能的分析
            4.3.2.1 XRD分析
            4.3.2.2 ERP分析
        4.3.3 不同含量納米銅粉摻雜LiFePO₄/C復合材料電性能的分析
            4.3.3.1 首次充放電性能分析
            4.3.3.2 循環(huán)性能分析
        4.3.4 納米銅粉摻雜LiFePO₄/C復合材料晶體粒度的影響
            4.3.4.1 SEM分析
            4.3.4.2 晶體粒度分析
        4.3.5 穆斯堡爾譜儀分析合成材料中鐵的價態(tài)及其影響因素
    4.4 本章小結(jié)
第五章 溶膠凝膠法在不同PH值下制備LiFePO₄/C復合材料
    5.1 前言
    5.2 實驗方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 溶膠凝膠法在不同PH值下制備LiFePO₄/C復合材料的差熱-熱重分析
        5.3.2 不同PH值下制備LiFePO₄/C復合材料結(jié)構與性能的分析
            5.3.2.1 XRD分析
            5.3.2.2 粒度分析
            5.3.2.3 SEM分析
        5.3.3 不同PH值下制備LiFePO₄/C復合材料電性能分析
            5.3.3.1 首次充放電性能分析
            5.3.3.2 循環(huán)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3761078