鋰離子電池作為一種化學(xué)電源的能源形式,具有工作電壓高、能量密度大、重量輕、體積小、安全性好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),已成為新型高能綠色電池中的佼佼者,更是純電動(dòng)車和混合電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為成熟的動(dòng)力電源,特別隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速崛起,對(duì)其電池在長(zhǎng)續(xù)航、快充放、高安全、長(zhǎng)壽命等性能指標(biāo)提出了更高的要求,因此研究和開發(fā)性能更優(yōu)異的新型鋰離子電池的電極材料是其發(fā)展的重要方向之一。本文選擇鋰離子電池的電極材料鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)和磷酸鐵鋰(LiFePO₄)作為研究對(duì)象,通過一系列實(shí)驗(yàn)和測(cè)試對(duì)其制備和改性進(jìn)行了研究:具有“零應(yīng)變材料”的Li₄Ti₅O₁₂在鋰離子脫嵌過程中結(jié)構(gòu)幾乎沒有變化,穩(wěn)定性極強(qiáng)、且充放電平臺(tái)平穩(wěn),具有十分優(yōu)異的電化學(xué)可逆性和循環(huán)穩(wěn)定性,以其作為負(fù)極材料制備的鋰離子電池安全性好,綠色環(huán)保。但這種電池只有在較低倍率的放電條件下才能發(fā)揮其材料的性能優(yōu)勢(shì),無法滿足大功率設(shè)備的動(dòng)力要求,且純Li₄Ti

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 鋰離子電池的誕生及發(fā)展
        1.1.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及原理
        1.1.3 動(dòng)力型鋰離子電池的研究發(fā)展
        1.1.4 鋰離子電池電解質(zhì)、粘結(jié)劑及隔膜材料概述
        1.1.5 鋰離子電池正極材料概述
        1.1.6 鋰離子電池負(fù)極材料概述
    1.2 Li₄Ti₅O₁₂負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.2.1 Li₄Ti₅O₁₂材料晶體結(jié)構(gòu)和特性
        1.2.2 Li₄Ti₅O₁₂材料的制備方法
        1.2.3 Li₄Ti₅O₁₂材料的改性研究
        1.2.4 Li₄Ti₅O₁₂材料在鋰離子動(dòng)力電池中的應(yīng)用
    1.3 LiFePO₄正極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 LiFePO₄材料晶體結(jié)構(gòu)特性與電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
        1.3.2 LiFePO₄材料的制備方法
        1.3.3 LiFePO₄材料的改性研究
        1.3.4 LiFePO₄材料在鋰離子動(dòng)力電池中的應(yīng)用
    1.4 石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 石墨烯的特性
        1.4.2 石墨烯的制備方法
        1.4.3 石墨烯用于鋰離子電池材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 論文研究目的及主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 本論文的目的和意義
        1.5.2 本論文的研究?jī)?nèi)容
第二章 摻雜碳納米管和石墨烯的鈦酸鋰復(fù)合電極材料的制備及電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料、儀器設(shè)備與測(cè)試方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
        2.2.3 材料的表征
        2.2.4 材料的電化學(xué)性能測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 高溫固相法制備Li₄Ti₅O₁₂材料
        2.3.2 微波法制備Li₄Ti₅O₁₂材料
        2.3.3 球磨法制備Li₄Ti₅O₁₂/CNT復(fù)合電極材料
        2.3.4 Hummers法制備石墨烯
        2.3.5 微波法制備Li₄Ti₅O₁₂/CNT/Graphene復(fù)合電極材料
        2.3.6 電池的組裝
    2.4 結(jié)果與分析
        2.4.1 高溫固相法與微波法制備Li₄Ti₅O₁₂材料的比較分析
        2.4.2 不同比例的摻雜量對(duì)Li₄Ti₅O₁₂/CNT復(fù)合電極材料的影響
        2.4.3 不同溫度對(duì)Li₄Ti₅O₁₂/CNT復(fù)合電極材料的影響
        2.4.4 Li₄Ti₅O₁₂/CNT/Graphene復(fù)合電極材料的性能研究
    2.5 本章小結(jié)
第三章 摻雜碳納米管和石墨烯的磷酸鐵鋰復(fù)合電極材料的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)原料、儀器設(shè)備及測(cè)試方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
        3.2.3 材料的表征
        3.2.4 材料的電化學(xué)性能測(cè)試
    3.3 實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 高能球磨法制備LiFePO₄/CNT復(fù)合電極材料
        3.3.2 水熱法制備LiFePO₄/CNT復(fù)合電極材料
        3.3.3 水熱法制備LiFePO₄/CNT/Graphene復(fù)合電極材料
        3.3.4 電池的組裝
    3.4 結(jié)果與分析
        3.4.1 高能球磨法和水熱法制備的LiFePO₄/CNT復(fù)合電極材料比較分析
        3.4.2 不同比例的碳納米管摻雜量對(duì)LiFePO₄/CNT復(fù)合電極材料的影響
        3.4.3 LiFePO₄/CNT/Graphene復(fù)合電極材料的性能分析
    3.5 本章小結(jié)
全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的文章
致謝



本文編號(hào)：3853712