【摘要】：近年來,相對傳統(tǒng)鉛酸蓄電池,由于鋰離子電池具有高電壓、高容量、高能量、循環(huán)壽命長和安全性能好等一些優(yōu)點,在各種便攜式電子產(chǎn)品、交通工具、航空航天、國防等各種領域具有非常廣闊的應用前景,目前已經(jīng)成為被廣泛研究開發(fā)的熱點。在鋰離子電池的研究領域中,當前基于電極材料有關的研究仍然主要集中在以無機材料為中心的材料體系。傳統(tǒng)無機電極材料由于其理論比容量和結構單一性所限,能量密度很難進一步提高。此外,大規(guī)模無機電極材料的應用不可避免地帶來了資源短缺和嚴重的環(huán)境污染等一系列問題。而有機材料具備理論比容量較高、成本低廉、結構多樣、柔韌性、易加工性等優(yōu)良特性,可望逐步取代無機電極材料。更重要的是,由于大部分有機物可以直接從天然的植物中提取出來,或者是通過有機合成方法進行綠色加工而來,所以有機電極材料的應用能夠使鋰電池整個循環(huán)運作過程有效地實現(xiàn)綠色環(huán)保可持續(xù)性發(fā)展。本文選用有機羰基化合物作為電極材料的研究對象,使用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紅外(FT-IR)等先進技術對材料的結構和形貌進行了剖析,還選用了充放電循環(huán)測試、循環(huán)伏安法、交流阻抗法等電化學研究方法對其充放電容量、倍率、循環(huán)壽命等性能進行了深入細致地探索。本論文的主要工作分為如下兩個部分:1、以單寧酸作為有機電極的活性物質(zhì),但由于其固有的導電性差、易溶解的問題使得它可能無法達到理想的比容量和能量密度。針對這一問題,我們通過使用不同濃度的新型鋰鹽雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)構成電解液來抑制單寧酸在其中的溶解,提高活性物質(zhì)的利用效率,進而改善單寧酸電極的實際比容量、倍率以及循環(huán)穩(wěn)定性。2、以葉酸作為基本物質(zhì),加入不同的金屬離子Co2+、Ni2+、Fe3+采用溶劑熱法制備了五元環(huán)配位化合物,并以此作為電極材料的活性物質(zhì)。該材料的結構穩(wěn)定、制備工藝簡單、成本低廉,關鍵是有效地改善了葉酸在電解液中溶解導致的容量低、倍率性能差、循環(huán)性差等一系列問題,從而達到了良好的實際效果。這些研究結果會進一步增進人們對有機羰基化合物電極材料的關注和認識,為其他有機電極材料、電解液等方面的研發(fā)提供一定的參考價值和理論支撐。基于此,我們將不斷地盡力開發(fā)更多具有廣闊應用前景的有機電極材料,并研究與之匹配的電解液,并將它們應用于各類新型儲能器件當中,期待它們將在新能源時代大放異彩,為人類帶來更多的福利。
【圖文】：

圖 1.1 紐扣電池構造圖與傳統(tǒng)電池在原理上有著一些的不同。早在 19、鋰電池產(chǎn)業(yè)的奠基人之一的 Armand 首次提出地說明了鋰電池的工作方式及原理：在充電過程并通過電解液，，最后再嵌入負極材料的晶格中

鋰電池原理及構造圖
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM912;O621.2

【參考文獻】

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本文編號：2575513