發(fā)布時(shí)間：2017-09-11 13:47

  本文關(guān)鍵詞：釩酸鋰類鋰離子電池負(fù)極材料的制備與表征

  更多相關(guān)文章： LVO復(fù)合材料 鋰離子電池 負(fù)極材料 球磨法

【摘要】：隨著人們對儲(chǔ)能設(shè)備和相應(yīng)材料的需求的急劇增長,人們對儲(chǔ)能材料的研究成為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,尤其是鋰電池材料領(lǐng)域的研究。目前移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品、便攜電腦、電動(dòng)汽車及各種類型耗電產(chǎn)品都使用電池做能源。鉛酸電池、鎳氫電池和鎘鎳電池等二次電池,具有能量密度較低、循環(huán)性能差、污染環(huán)境等缺點(diǎn),這些因素限制了它們的廣泛應(yīng)用。鋰離子電池因具有高能量密度、高安全性及優(yōu)秀的循環(huán)壽命、環(huán)境友好等特點(diǎn)已經(jīng)成為近年來的研究熱點(diǎn)并得到長足發(fā)展。開發(fā)高容量、循環(huán)壽命長、倍率性能更好的電極材料是擺在所有鋰離子電池研究人員面前的重要課題。釩酸鋰(Li_3VO_4)負(fù)極材料是近年來鋰離子電池研究的新領(lǐng)域,因其具有很高的理論容量、良好的循環(huán)性能以及倍率性能,可以進(jìn)一步提高鋰離子電池負(fù)極材料比容量。本文在研究國內(nèi)外Li_3VO_4負(fù)極材料的基礎(chǔ)上,采用簡單混合的方法把Li_3VO_4與商業(yè)中間相碳微球(N7)或碳化釩(VC)復(fù)合制備出兩種復(fù)合負(fù)極材料,該法成本低且合成路線簡單,研究表明復(fù)合材料Li_3VO_4/N7具有比合成它的原料高的克容量。研究中采用XRD、SEM、Raman shift等手段對復(fù)合材料的的性能進(jìn)行了表征：利用恒電流充放電測試、循環(huán)伏安測試以及交流阻抗測試分析了不同條件下合成的材料的電化學(xué)性能。本文采用上述方法制備的Li_3VO_4/N7負(fù)極材料的最佳條件為：球磨20min混合漿料,Li_3VO_4負(fù)載量為N7質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20%,材料保溫溫度460℃,LiOH過量5%。結(jié)果表明：制備的復(fù)合材料在100mA/g的電流密度下充放電循環(huán),最大首次放電容量高達(dá)491mAh/g,首次充電容量為348mAh/g,最大的首次循環(huán)效率為76%,經(jīng)過50個(gè)循環(huán)后保持充電容量最大370mAh/g。采用同樣簡單的方法制備了LVO/VC負(fù)極材料,最佳制備條件是：以V_2O_4-CO為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),質(zhì)量比PAA:V_2O_5=0.7919, VC的煅燒溫度為1000℃,LVO/VC保溫溫度為500℃,保溫6h, LVO負(fù)載量為VC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的35%。結(jié)果表面：在100mA/g電流密度下的充放電測試中,首次放電容量達(dá)到328mAh/g,首次充電容量最高為155mAh/g,首次循環(huán)效率最高為47%。
【關(guān)鍵詞】：LVO復(fù)合材料 鋰離子電池 負(fù)極材料 球磨法
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 論文所用英文縮寫詞11-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 鋰離子電池簡介12-13
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展概述12-13
• 1.2.2 鋰離子電池的工作原理13
• 1.3 鋰離子電池負(fù)極材料概述13-17
• 1.3.1 碳負(fù)極材料14-15
• 1.3.2 硅負(fù)極材料15-16
• 1.3.3 錫基負(fù)極材料16
• 1.3.4 其他負(fù)極材料16-17
• 1.4 釩酸鋰復(fù)合材料LVO/N7和LVO/VC作為負(fù)極材料的可能性17-18
• 1.4.1 Li_3VO_4/N7結(jié)構(gòu)及研究方向17-18
• 1.4.2 Li_3VO_4/VC的結(jié)構(gòu)及研究18
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容及意義18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分20-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器20-22
• 2.1.1 本實(shí)驗(yàn)所使用的藥品和試劑20-21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法22-23
• 2.2.1 負(fù)極材料的制備22
• 2.2.2 對鋰片組裝半電池22-23
• 2.3 物理性能表征23-24
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)23
• 2.3.2 X射線衍射(XRD)23-24
• 2.3.3 拉曼光譜測試24
• 2.4 電化學(xué)性能測試24-26
• 2.4.1 充放電循環(huán)測試24
• 2.4.2 循環(huán)伏安測試24-25
• 2.4.3 交流阻抗測試25-26
• 第3章 LVO/N7的制備及電化學(xué)性能研究26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 LVO/N7負(fù)極材料的制備26-27
• 3.2.1 球磨法制備LVO/N7負(fù)極材料26-27
• 3.2.2 溶液混合法制備LVO/N7負(fù)極材料27
• 3.3 LVO/N7負(fù)極材料性能測試27-31
• 3.3.1 形貌分析27-29
• 3.3.2 負(fù)極材料XRD譜圖分析29
• 3.3.3 LVO/N7負(fù)極材料拉曼譜圖分析29-30
• 3.3.4 循環(huán)伏安譜圖分析30
• 3.3.5 交流阻抗譜圖分析30-31
• 3.4 實(shí)驗(yàn)條件對LVO/N7電化學(xué)性能的影響31-41
• 3.4.1 球磨時(shí)間對材料性能的影響31-35
• 3.4.2 燒結(jié)溫度對材料電化學(xué)性能的影響35-37
• 3.4.3 LiOH過量對材料的電化學(xué)性能的影響37-38
• 3.4.4 LVO與N7的質(zhì)量比對材料性能的影響38-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 LVO/VC的制備及電化學(xué)性能的研究42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 LVO/VC負(fù)極材料的制備42
• 4.3 LVO/VC物理性能表征42-46
• 4.3.1 形貌分析42-43
• 4.3.2 XRD譜圖分析43-44
• 4.3.3 LVO/VC負(fù)極材料的拉曼光譜表征44-45
• 4.3.4 材料的循環(huán)伏安表征45
• 4.3.5 交流阻抗譜圖分45-46
• 4.4 制備條件對LVO/VC負(fù)極材料的電化學(xué)性能影響46-54
• 4.4.1 V_2O_5與PAA質(zhì)量比對材料性能的影響46-48
• 4.4.2 VC制備溫度對材料的電化學(xué)性能的影響48-50
• 4.4.3 LVO/VC的制備溫度對LVO/VC的電化學(xué)性能的影響50-52
• 4.4.4 LVO在VC上的負(fù)載量對材料的電性能的影響52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-69
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄69-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊軍;;硅基負(fù)極材料研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展[J];精細(xì)與專用化學(xué)品;2012年04期

2 劉元?jiǎng)?唐致遠(yuǎn);陳玉紅;徐強(qiáng);;商品化石墨作為聚合物鋰離子電池負(fù)極材料的性能表征[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2007年02期

3 羅益鋒;碳纖維制的鋰電池負(fù)極材料[J];高科技纖維與應(yīng)用;1996年Z1期

4 池汝安;陳志偉;路莎莎;;負(fù)極材料四氧化三鈷的液相沉淀法制備及其性能[J];武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

5 張強(qiáng);艾常春;劉洋;胡意;張睿;田琦峰;;四氧化三鈷負(fù)極材料合成方法研究進(jìn)展[J];無機(jī)鹽工業(yè);2014年03期

6 趙敏;;一種可彎折電池負(fù)極材料及其制造方法[J];橡膠工業(yè);2009年09期

7 張力;;日本將量產(chǎn)新型鋰電池負(fù)極材料[J];現(xiàn)代化工;2012年08期

8 王紅強(qiáng);李慶余;顏志雄;張安娜;代啟發(fā);;鋰在負(fù)極材料中的擴(kuò)散行為對其大倍率充放電性能的影響[J];應(yīng)用化工;2007年07期

9 ;索尼新型鋰電池采用錫類負(fù)極材料使容量增加25%[J];粘接;2011年09期

10 劉先龍,宋懷河,陳曉紅;鋰離子電池用石墨類炭負(fù)極材料的改性[J];炭素技術(shù);2003年05期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 辛星;姚霞銀;許曉雄;劉兆平;;高性能硅碳復(fù)合負(fù)極材料的研究[A];第29屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 宰建陶;陶立奇;錢雪峰;;具有多級微納結(jié)構(gòu)的石墨烯基鋰電池負(fù)極材料的設(shè)計(jì)合成[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

3 吳玉祥;;鋰電池之負(fù)極材料技術(shù)[A];推進(jìn)節(jié)能環(huán)保，給力綠色崛起——海南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)、海南省機(jī)械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會(huì)2012年海南機(jī)械科技學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)特邀專題報(bào)告集[C];2012年

4 羅飛;褚賡;李俊杰;李泓;陳立泉;;鋰離子電池納米硅/碳復(fù)合負(fù)極材料的研究[A];中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第24分會(huì)：化學(xué)電源[C];2014年

5 楊軍;王可;文鐘晟;解晶瑩;劉宇;王保峰;;高容量二次鋰電池負(fù)極材料[A];2002年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2002年中國材料研討會(huì)論文集[C];2002年

6 楊揚(yáng);范少夫;陳橋;吳剛;;基于多面體低聚倍半硅氧烷的碳/硅復(fù)合負(fù)極材料[A];2012年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（上冊）[C];2012年

7 唐好慶;唐致遠(yuǎn);;負(fù)極材料Li_2ZnTi_3O_8/C的制備及其電化學(xué)性能研究[A];第30屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

8 馮雪嬌;楊軍;苗榮榮;王久林;努麗燕娜;;硅基負(fù)極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電化學(xué)研究[A];中國固態(tài)離子學(xué)暨電池材料青年學(xué)術(shù)論壇——論文摘要集[C];2013年

9 付麗君;張濤;吳宇平;吳浩青;;鋰離子電池碳包覆負(fù)極材料的研究[A];慶祝中國硅酸鹽學(xué)會(huì)成立六十周年固態(tài)離子學(xué)分會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

10 左朋建;尹鴿平;郝雪峰;;鋰離子電池硅銅復(fù)合負(fù)極材料的研究[A];第十三次全國電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（上集）[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 李東周;鋰電負(fù)極材料開發(fā)亟須多樣化[N];中國化工報(bào);2012年

2 本報(bào)記者 錢卓　本報(bào)通訊員 張德杰 李培強(qiáng);平度將建全球最大鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)基地[N];青島日報(bào);2010年

3 王芳　姜木金;科捷項(xiàng)目建設(shè)爭分奪秒[N];鎮(zhèn)江日報(bào);2010年

4 錢卓　許偉軍;平度加快建全球最大鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)基地[N];青島日報(bào);2011年

5 萬紅波　謝燕婷 胡玉連;鋰電池碳負(fù)極材料專利申請現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報(bào);2013年

6 徐海 明山 兆軍;低溫鎳-氫電池研制成功[N];科技日報(bào);2001年

7 ;金屬貯氫/鎳電池用無鈷負(fù)極材料及制備方法[N];中國有色金屬報(bào);2005年

8 黃正　首席記者 彭文輝;正拓新能源公司簽約投資我市鋰能產(chǎn)業(yè)[N];宜春日報(bào);2011年

9 李玉峰;建北方最大再生資源綜合利用示范區(qū)[N];天津日報(bào);2006年

10 記者解廣軍;北汽集團(tuán)投資雞西的鋰離子動(dòng)力電池負(fù)極材料及石墨深加工項(xiàng)目奠基[N];雞西日報(bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂洪嶺;鋰離子電池用錫基、鐵基負(fù)極材料的制備及性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 肖涵;過渡金屬氧化物負(fù)極材料及其儲(chǔ)鋰性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

3 王偉;鈦氧化物作為鋰/鈉離子電池負(fù)極材料的基礎(chǔ)研究[D];北京科技大學(xué);2016年

4 夏青;鋰離子電池氧化物負(fù)極材料的制備與電化學(xué)性能研究[D];北京科技大學(xué);2015年

5 湯紅;鋰離子電池硅/rGO復(fù)合負(fù)極材料的制備及其電化學(xué)性能[D];浙江大學(xué);2015年

6 沈飛;用于鈉離子電池的碳基負(fù)極材料研究[D];南京大學(xué);2016年

7 李維漢;高性能鋰（鈉）離子電池碳基及合金類負(fù)極材料的制備及研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

8 吳昊;硅/鍺基納米材料的制備及作為鋰/鈉離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2016年

9 任文鋒;鋰離子電池硅碳復(fù)合負(fù)極材料的合成及電化學(xué)性能研究[D];中國科學(xué)院研究生院(過程工程研究所);2016年

10 李永妮;生物模板法合成鋰/鈉離子電池負(fù)極材料TiO_2/C及其性能研究[D];廣西大學(xué);2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盧斌;SnO_2/Cu/C復(fù)合負(fù)極材料的制備和嵌鋰特性研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 宋怡楠;氧化石墨熱解炭與硬炭作鋰（鈉）離子電池負(fù)極材料的研究[D];河北大學(xué);2015年

3 竇一博;鋰離子電池硅基復(fù)合負(fù)極材料的制備及結(jié)構(gòu)性能研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 文思靜;噴霧干燥法合成Li_4Ti_5O_(12)負(fù)極材料的研究[D];大連交通大學(xué);2015年

5 楊中華;鈉離子電池負(fù)極材料Na_2Ti_3O_7@CNT的制備及電化學(xué)性能研究[D];蘇州大學(xué);2015年

6 張峗;鎂空氣電池電極材料及電解液的優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2015年

7 胡超;液態(tài)丙烯腈低聚物包覆石墨鋰離子電池負(fù)極材料的研究[D];深圳大學(xué);2015年

8 吳玉潭;低電壓高容量鋰電池釩基負(fù)極材料的合成及電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 劉恩誠;一氧化硅/石墨/碳復(fù)合負(fù)極材料的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

10 顏世銀;鋰離子電池改性硅/石墨負(fù)極材料的性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號：831109