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(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。本文采用固相反應(yīng)、機(jī)械活化、碳熱還原等方法制備LiFePO4/C復(fù)合材料,研究不同乙炔黑和石墨烯導(dǎo)電劑之比對(duì)LiFePO4/C復(fù)合材料電性能的影響；研究不同含量納米銅粉摻雜對(duì)制備LiFePO4/C復(fù)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?zé)Y(jié)法制備LiFePO4/C復(fù)合材料。采用XRD、激光粒度儀、SEM、EPR、穆斯堡爾譜儀、電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、循環(huán)伏安與交流阻抗等實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)所制備的LiFePO4/C復(fù)合材料進(jìn)行微結(jié)構(gòu)表征并測(cè)試其電化學(xué)性能,探討LiFePO4/C復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)性能的影響,主要的實(shí)驗(yàn)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(yīng)、機(jī)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(gòu)。(2)在分析石墨烯導(dǎo)電劑含量對(duì)材料放電比容量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)石墨烯含量為50%的正極材料(C3樣品)首次充放電平臺(tái)較...

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(wèn)題
    1.3 鋰電池正極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu)鈷、鎳、錳鋰化合物研究現(xiàn)狀
            1.3.1.1 層狀結(jié)構(gòu)LiCoO₂研究現(xiàn)狀
            1.3.1.2 層狀結(jié)構(gòu)LiNiO₂正極材料研究現(xiàn)狀
            1.3.1.3 層狀結(jié)構(gòu)LiMnO₂正極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.2 尖晶石結(jié)構(gòu)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(gòu)與電化學(xué)特點(diǎn)
            1.4.1.1 磷酸鐵鋰材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
            1.4.1.2 磷酸鐵鋰材料電化學(xué)特點(diǎn)
        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(wèn)題
    1.5 本論文的選題背景、研究?jī)?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?jī)?nèi)容
        1.5.3 本論文獨(dú)創(chuàng)或新穎之處
第二章 實(shí)驗(yàn)藥品、設(shè)備及表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)用主要原料與測(cè)試主要原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)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(xué)性能測(cè)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(xué)性能測(cè)試
第三章 不同含量石墨烯導(dǎo)電劑對(duì)LiFePO₄/C復(fù)合材料電性能影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)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(fù)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(fù)合材料差熱-熱重分析
        3.3.2 碳熱還原法制備LiFePO₄/C復(fù)合材料對(duì)結(jié)構(gòu)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(dǎo)電劑對(duì)LiFePO₄/C復(fù)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(fù)合材料
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 納米銅粉摻雜LiFePO₄/C復(fù)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(fù)合材料對(duì)結(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)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(jià)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(fù)合材料
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)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(fù)合材料的差熱-熱重分析
        5.3.2 不同PH值下制備LiFePO₄/C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)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(fù)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(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況



本文編號(hào)：3761078