21世紀(jì),隨著科技快速發(fā)展及環(huán)境惡化問題日益凸顯,對動力電池的需求越來越大,使得對電池材料的性能提出更高要求。橄欖石型LiFePO₄因具有成本低廉、環(huán)境友好、自放電率低和電化學(xué)性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最有潛力的鋰離子動力電池材料之一。但由于其本身結(jié)構(gòu)的限制,純磷酸鐵鋰的離子導(dǎo)電率和電子導(dǎo)電率均不高,導(dǎo)致其實(shí)際容量遠(yuǎn)小于理論容量,并且在高倍率下電化學(xué)性能較差,從而限制了磷酸鐵鋰材料在混合動力電池領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。目前主要通過減小材料的顆粒大小、控制其形貌和包覆導(dǎo)電物質(zhì)等方法提高磷酸鐵鋰材料的電化學(xué)性能。本論文采用靜電紡絲技術(shù)制備LiFePO₄/C納米材料。研究了前驅(qū)液中聚丙烯腈溶度和紡絲過程中紡絲溫度對材料形貌和電化學(xué)性能的影響,采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡對材料進(jìn)行形貌表征;恒流充放電測試、循環(huán)伏安測試及交流阻抗測試對材料進(jìn)行電化學(xué)性能表征。結(jié)果表明,在最佳參數(shù)條件下制備的材料,在0.1C倍率下,首次放電容量達(dá)到97.8 m Ah?g^-1。在上述基礎(chǔ)下,分別研究了添加氧化石墨烯和碳納米管對LiFePO_4<... 

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展史
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 鋰離子電池的原理
        1.2.4 鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)
    1.3 鋰離子電池正極材料的發(fā)展
        1.3.1 LiMO_2型層狀結(jié)構(gòu)化合物
        1.3.2 LiM_2O_4型尖晶石結(jié)構(gòu)化合物
        1.3.3 LiMPO_4型聚陰離子化合物
    1.4 磷酸鐵鋰的制備方法
    1.5 LiFePO_4材料的改性研究
    1.6 靜電紡絲技術(shù)
        1.6.1 靜電紡絲技術(shù)的發(fā)展
        1.6.2 靜電紡絲技術(shù)的原理
        1.6.3 影響靜電紡絲的參數(shù)
        1.6.4 靜電紡絲技術(shù)制備LiFePO_4材料的研究進(jìn)展
    1.7 本文的研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及研究方法
    2.1 主要的實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 材料的物相和形貌分析
        2.2.1 X射線(XRD)分析
        2.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)分析
    2.3 材料的電化學(xué)性能研究
        2.3.1 正極片的制備
        2.3.2 電池的組裝
        2.3.3 恒電流充放電測試
        2.3.4 循環(huán)伏安(CV)測試
        2.3.5 交流阻抗(EIS)測試
    2.4 本章小結(jié)
3 靜電紡絲法制備LiFePO_4/C納米纖維正極材料及其性能研究
    3.1 LiFePO_4/C納米纖維正極材料的制備與性能表征
        3.1.1 工藝參數(shù)的影響
        3.1.2 優(yōu)化工藝參數(shù)制備LiFePO_4/C材料
    3.2 本章小結(jié)
4 LiFePO_4/C復(fù)合納米纖維正極材料的改性研究
    4.1 靜電紡絲法合成LiFePO_4/C/GO復(fù)合納米材料
        4.1.1 材料的物相和形貌分析
        4.1.2 材料的電化學(xué)性能分析
    4.2 靜電紡絲法制備LiFePO_4/C/CNT復(fù)合納米纖維材料
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.2 碳納米管改性對LiFePO_4/C納米纖維形貌結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研及實(shí)踐成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]納米結(jié)構(gòu)氧化物鋰離子電池負(fù)極材料研究[D]. 姚煜.復(fù)旦大學(xué) 2012



本文編號：3731914