鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于便攜式通訊設(shè)備。隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車的使用日益增多,迫切需要能量密度更高和倍率性能更好的鋰離子電池,以滿足電動(dòng)汽車長(zhǎng)里程與快速充電的需求。其中,正極材料是限制鋰離子電池相關(guān)性能的關(guān)鍵因素,因此,探索新型鋰離子電池正極材料具有重要意義。草酸鹽是新興的聚陰離子型正極材料,已被證明具有良好的工作電壓和循環(huán)穩(wěn)定性,然而相關(guān)研究較少。鑒于此,本論文探索了過(guò)渡金屬草酸鹽體系,并開發(fā)了三種新型化合物,研究了其作為鋰離子正極材料的性能。具體研究?jī)?nèi)容包括:(1)新型銅基化合物及其電化學(xué)性質(zhì)研究采用液相合成法,制備了新型高質(zhì)量Li₂Cu(C₂O₄)₂·6H₂O單晶,通過(guò)單晶X射線衍射分析確定了其晶體結(jié)構(gòu);借助熱分析在150℃加熱處理,獲得了無(wú)水的Li₂Cu(C₂O₄)₂粉末樣品,并通過(guò)紅外和拉曼光譜驗(yàn)證了樣品不含水;電化學(xué)測(cè)試表明,該物質(zhì)在1.5-...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池活性材料的選擇
        1.3.1 高電壓正極材料
        1.3.2 金屬氟化物正極材料
        1.3.3 硫族化合物和硫族鋰
        1.3.4 高容量電極材料
    1.4 草酸鹽電極材料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
    1.5 本論文的研究目的及研究?jī)?nèi)容
2 相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 本論文主要用到的合成方法
    2.3 材料表征
        2.3.1 X射線多晶粉末衍射(XRD)
        2.3.2 透射電子顯微鏡-X射線能量色散譜(TEM-EDS)
        2.3.3 拉曼光譜
        2.3.4 綜合熱分析法
    2.4 電池的組裝與測(cè)試
        2.4.1 扣式半電池的組裝
            2.4.1.1 極片的制備
            2.4.1.2 電解液與隔膜的制備
            2.4.1.3 扣式半電池的組裝方法
        2.4.2 扣式半電池的電化學(xué)測(cè)試與表征
            2.4.2.1 扣式半電池恒電流充放電測(cè)試
            2.4.2.2 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
3 Li₂Cu(C₂O₄)₂的優(yōu)化合成及儲(chǔ)鋰性能研究
    3.1 引言
    3.2Li₂Cu(C₂O₄)₂的制備與材料表征
        3.2.1Li₂Cu(C₂O₄)₂·6H₂O晶體材料的優(yōu)化合成
        3.2.2Li₂Cu(C₂O₄)₂與Li₂Cu(C₂O₄)2·6H₂O的表征
            3.2.2.1Li₂Cu(C₂O₄)₂·6H₂O的晶體結(jié)構(gòu)與熱重分析
            3.2.2.2Li₂Cu(C₂O₄)₂樣品的制備
            3.2.2.3Li₂Cu(C₂O₄)₂與Li₂Cu(C₂O₄)₂·6H₂O的基本表征(XRD、紅外光譜、拉曼光譜)
            3.2.2.4Li₂Cu(C₂O₄)₂的X射線能譜(EDS)分析
    3.3Li₂Cu(C₂O₄)₂的電化學(xué)性能測(cè)試
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.2 結(jié)果分析與討論
            3.3.2.1 球磨前后的XRD對(duì)比分析
            3.3.2.2 球磨后的SEM-EDS分析
            3.3.2.3 確定Li₂Cu(C₂O₄)₂半電池的電壓窗口
            3.3.2.4Li₂Cu(C₂O₄)₂半電池的循環(huán)性能
            3.3.2.5Li₂Cu(C₂O₄)₂半電池的倍率性能
            3.3.2.6Li₂Cu(C₂O₄)₂半電池的容量電壓微分曲線(d Q/d V)分析
            3.3.2.7Li₂Cu(C₂O₄)₂半電池的CV曲線
    3.4Li₂Cu(C₂O₄)₂半電池的充放電機(jī)理
        3.4.1 原始樣品XAS分析
        3.4.2 經(jīng)充放電測(cè)試的樣品XAS分析
    3.5 本章小結(jié)
4 Li₂Co(C₂O₄)₂和Li₂Ni(C₂O₄)₂的優(yōu)化合成及儲(chǔ)鋰性能研究
    4.1 引言
    4.2 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂樣品的制備與材料表征
        4.2.1 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂·8H₂O晶體材料的優(yōu)化合成
        4.2.2 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂與Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂·8H₂O的表征
            4.2.2.1 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂·8H₂O的晶體結(jié)構(gòu)與熱重分析
            4.2.2.2 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂樣品的制備
            4.2.2.3 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂與Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂·6H₂O的基本表征(XRD、紅外光譜、拉曼光譜)
            4.2.2.4 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂的X射線能譜(EDS)分析
    4.3 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂的電化學(xué)性能測(cè)試
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.2 結(jié)果分析與討論
            4.3.2.1 球磨前后的XRD對(duì)比分析
            4.3.2.2 球磨后的SEM-EDS分析
            4.3.2.3 確定Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂半電池的電壓窗口
            4.3.2.4 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂半電池的循環(huán)性能
            4.3.2.5 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂半電池的倍率性能
            4.3.2.6 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂半電池的容量電壓微分曲線(dQ/dV)分析
            4.3.2.7 Li₂Co/Ni(C₂O₄)₂半電池的CV曲線
    4.4 Li₂Co(C₂O₄)₂半電池的充放電機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 實(shí)驗(yàn)中的不足
    5.3 未來(lái)展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果



本文編號(hào)：3862561