本文選題：正極材料　切入點：磷酸釩鋰　出處：《安徽工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：由于我國正在向低碳經濟模式轉型,人們對經濟有效的能源存儲方案的需求越來越迫切。而鋰離子電池(LIB)由于其更高的能量密度,能量轉換效率和更長的使用壽命而引起了人們極大的關注。鋰離子電池(LIB)被認為是應用于現(xiàn)代電子產品,尤其是電動車輛(EV)和插電式混合動力電動車輛(PHEV)的最有潛力的新型能源之一。正極材料是鋰離子電池(LIB)的關鍵部分,決定了其電化學性能,安全性和成本。單斜結構Li_3V_2(PO_4)_3具有許多優(yōu)點:(1)高能量密度;(2)高理論容量(197m Ah/g)和工作電壓(高達4.6V);(3)Li~+遷移率高;(4)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性;(5)高安全性能。然而,Li_3V_2(PO_4)_3具有較差的本征電子電導率(2.4×10~(-7) S·cm~(-1)),限制了其商業(yè)應用。本碩士論文在總結前人的研究基礎上,分別采用碳熱還原法、水熱法和溶膠-凝膠法改進了材料的電化學性能,并采用XRD、SEM和電化學測試等手段對樣品的結構、形貌以及電化學性能進行了表征和測試。本文的研究內容如下:1、采用碳熱還原法以蔗糖(20 wt%)為碳源制備了具有單斜結構的Li_3V_2(PO_4)_3/C復合材料,考察了Li_3V_2(PO_4)_3/C復合材料的電化學性質。結果表明:制備的Li_3V_2(PO_4)_3/C顆粒分布均勻,顆粒尺寸為100-500 nm且碳均勻包覆在樣品表面,有利于縮短Li_3V_2(PO_4)_3中鋰離子的擴散路徑。該樣品在電壓區(qū)間3.0-4.3 V,0.5 C倍率下的首次放電容量為105.51 m Ah/g,78次循環(huán)后,樣品的放電比容量為99.55 m Ah/g,容量保持率高達94.35%,庫倫效率保持率為98.89%。2、采用水熱法,首次以PVP為碳源,以草酸為碳源和螯合劑,當PVP添加量為10 wt%,煅燒溫度為750℃下制備出了具有單斜結構的Li_3V_2(PO_4)_3/C復合材料,考察了Li_3V_2(PO_4)_3/C復合材料的電化學性質。結果表明:制備的Li_3V_2(PO_4)_3/C形貌為顆粒與棒狀混合結構,顆粒尺寸為100-500 nm,棒狀結構長度為500 nm-1 um,寬度小于10 nm。樣品的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能優(yōu)良,在電壓區(qū)間3.0-4.3 V時,在10 C的高倍率下,樣品的首次放電比容量為85.32m Ah/g,10次循環(huán)后的放電容量仍有85.25 m Ah/g,容量保持率為99.92%。3、采用溶膠凝膠法以PVP(10 wt%)為碳源制備了具有單斜結構的Li_3V_2(PO_4)_3/C復合材料,考察了Li_3V_2(PO_4)_3/C復合材料的電化學性質。結果表明:制備的Li_3V_2(PO_4)_3/C顆粒表面具有多孔結構,孔尺寸小于200 nm,有利于電解液的滲透。樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。在3.0-4.8 V,在5C的高倍率下,樣品的首次放電比容量為115.39 m Ah/g,10次循環(huán)后的放電容量為111.25 m Ah/g,容量保持率高達96.40%。4、作者闡述了論文結論,對比了三種實驗方法,對論文的不足做出總結,對未來的工作進行了展望。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM912

【相似文獻】

相關博士學位論文 前7條

1 馬全新;鋰離子電池富鋰錳基正極材料與電極制備及改性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

2 王星博;鋰離子電池富鋰正極材料的結構表征與電化學性能研究[D];中國科學技術大學;2017年

3 冀轉;過渡金屬六氰配合物作為二次電池正極材料的應用研究[D];中國地質大學;2017年

4 高鵬;鋰離子電池富鋰三元正極材料Li_(1+x)(NiCoMn)_yO_2的合成與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

5 閔秀娟;磷酸釩鋰基正極材料的結構與循環(huán)穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

6 張音;鋰離子電池正極材料LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2制備改性及電化學性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

7 玉富達;富鋰錳基正極材料的形貌與結構調控及電化學性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

相關碩士學位論文 前10條

1 徐蓮花;磷酸釩鋰正極材料的制備及其性能研究[D];安徽工業(yè)大學;2017年

2 解二娟;鋰離子電池LiNi_xCo_yMn_zO_2正極材料的成分、合成工藝和納米銅摻雜研究[D];廣西大學;2017年

3 羅垂意;無鈷鎳基正極材料理論計算與實驗改性研究[D];江西理工大學;2017年

4 楊濤;硫化鋰正極材料的制備及電化學性能[D];浙江大學;2017年

5 王曉艷;釩酸鈉與鐵氰化鐵鈉離子電池正極材料的合成及性能研究[D];合肥工業(yè)大學;2017年

6 張益嘉;錳基正極材料的制備及儲鋰性能研究[D];河南師范大學;2017年

7 歐陽爵;氮氧雙摻雜介孔碳材料用作鋰空氣電池正極催化劑的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

8 楊芳凝;鋰離子電池富鋰層狀正極材料的研究[D];天津大學;2016年

9 史夢姣;鋰硫電池正極材料的制備及結構設計[D];河南師范大學;2017年

10 鐘國兵;鋰離子電池銅基正極材料的研究[D];上海應用技術大學;2017年

，

本文編號：1598119