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

【摘要】：由于我國正在向低碳經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型,人們對經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)換效率和更長的使用壽命而引起了人們極大的關(guān)注。鋰離子電池(LIB)被認(rèn)為是應(yīng)用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品,尤其是電動(dòng)車輛(EV)和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)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(guān)鍵部分,決定了其電化學(xué)性能,安全性和成本。單斜結(jié)構(gòu)Li_3V_2(PO_4)_3具有許多優(yōu)點(diǎn):(1)高能量密度;(2)高理論容量(197m Ah/g)和工作電壓(高達(dá)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(dǎo)率(2.4×10~(-7) S·cm~(-1)),限制了其商業(yè)應(yīng)用。本碩士論文在總結(jié)前人的研究基礎(chǔ)上,分別采用碳熱還原法、水熱法和溶膠-凝膠法改進(jìn)了材料的電化學(xué)性能,并采用XRD、SEM和電化學(xué)測試等手段對樣品的結(jié)構(gòu)、形貌以及電化學(xué)性能進(jìn)行了表征和測試。本文的研究內(nèi)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(jié)構(gòu)的Li_3V_2(PO_4)_3/C復(fù)合材料,考察了Li_3V_2(PO_4)_3/C復(fù)合材料的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)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(kuò)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(dá)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(dāng)PVP添加量為10 wt%,煅燒溫度為750℃下制備出了具有單斜結(jié)構(gòu)的Li_3V_2(PO_4)_3/C復(fù)合材料,考察了Li_3V_2(PO_4)_3/C復(fù)合材料的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明:制備的Li_3V_2(PO_4)_3/C形貌為顆粒與棒狀混合結(jié)構(gòu),顆粒尺寸為100-500 nm,棒狀結(jié)構(gòu)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(shí),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(jié)構(gòu)的Li_3V_2(PO_4)_3/C復(fù)合材料,考察了Li_3V_2(PO_4)_3/C復(fù)合材料的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明:制備的Li_3V_2(PO_4)_3/C顆粒表面具有多孔結(jié)構(gòu),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(dá)96.40%。4、作者闡述了論文結(jié)論,對比了三種實(shí)驗(yàn)方法,對論文的不足做出總結(jié),對未來的工作進(jìn)行了展望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM912

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本文編號：1598119