鋰禽子電池材料Li 3 VO 4 /rGO和LiMnPO 4 /C的合成及電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-21 19:57
Li3VO4以相對(duì)安全的嵌鋰電位(相對(duì)Li+/Li為0.5-1.0 V)和較高的理論容量(394mAh g-1)成為一種新型的鋰離子電池負(fù)極材料。然而,Li3VO4固有較低的電子導(dǎo)電率限制其廣泛的應(yīng)用,需要對(duì)材料進(jìn)行改性研究,以提高電化學(xué)性能。石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和大的比表面積,可以用來(lái)改善Li3VO4的電化學(xué)性能。而對(duì)于另一種橄欖石型正極材料LiMnPO4,比已經(jīng)商業(yè)化的LiFePO4具有更高的能量密度,且錳資源豐富,廉價(jià)且無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn),具有很大的應(yīng)用前景。盡管LiMnPO4具有這些優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際的應(yīng)用中仍然存在導(dǎo)電性差的問(wèn)題;诖,本文以改善其材料的電化學(xué)性能為主要目的,均采用溶膠凝膠結(jié)合高溫固相的方法制備了Li3VO4/rGO和LiMnPO4/C復(fù)合材料。主要工作如下:(1)通過(guò)石墨烯修飾對(duì)Li3VO4材料進(jìn)行改性,采用溶膠凝膠的合成方法,制備出rGO含量分別為5.9%、11.0%、23.8%的Li3VO4/rGO復(fù)合材料。對(duì)合成的復(fù)合材料進(jìn)行XRD、SEM、TEM、XPS、Raman、循環(huán)伏安性能和恒流充放電等測(cè)試。結(jié)果表明,石墨烯的摻雜并未影響產(chǎn)物的形貌結(jié)構(gòu),而是減小了材料...
【文章來(lái)源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1鈕聞了電池的工作臨理團(tuán)口]??2??
碩壬學(xué)位論文??MASTER'S?THESIS??應(yīng)用于動(dòng)力汽車(chē)和能源儲(chǔ)存等方面lis,i6]。雖然LiFeP〇4理論比容量有170mAhg-i,??但化極電勢(shì)僅為3.4?V?(伯對(duì)于Li/Li+),?—定程度上限制了化池能量密度的提升,??阻礙麟酸鐵裡的市場(chǎng)發(fā)展。??因此,人們把研究轉(zhuǎn)移到其他具有更高的放電平臺(tái)的橄攬石正極材料,比如.??LiMnP〇4、LiCoP〇4和?LiNiP〇4,化壓平臺(tái)分別為:4.0V、4.8V?和?5.2V。鉆金屬??有毒且資源匿乏,從可持續(xù)發(fā)展來(lái)看,L記oP化材料的應(yīng)用前景受到很大限制。??LiN巧化的電壓平臺(tái)過(guò)于太高,超化了普遍使用的化解液承受的能為范圍,會(huì)導(dǎo)致.??電解的分解,影響裡離子電池的安全性。相比而言,LiMnP〇4的能量密度比LiFeP〇4??高出近20?%,電壓平臺(tái)(4.0?V)正好位于電解液體系的穩(wěn)定化學(xué)窗曰。其次,LiM址化??的合成原料的資源豐富,對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。因此,研究LiMnP〇4材料具有很大的??應(yīng)用前景。??1.3.4正極材料巧酸毎裡(LiM址〇4)??橄攬石結(jié)構(gòu)的LiMnP〇4是山1個(gè)扭曲的六面體密堆積氧構(gòu)架組成,每4個(gè)??
)碩壬學(xué)位論文???MAST臣R’S?THESIS??漸成為了研究的熱點(diǎn)。近幾年的研究表明,通過(guò)改變過(guò)渡金屬氧化物而提高其材料的化化學(xué)儲(chǔ)裡性能。如Lu等合成的C〇3〇4的多孔納米片,??循環(huán)30次后,比容量依然高于1000?mAh?g-^8]。Zhang等制備了連續(xù)均勻??的Fc3〇4納米復(fù)合材料,在0.2?C倍率下進(jìn)行充放電,首次比容量高達(dá)749??且首次庫(kù)侖效率達(dá)到80%,表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能口9]。??Li3V〇4負(fù)極材巧??W相對(duì)安全的嵌裡電位(相對(duì)于Li+/Li為0.5-1.0V)和較高的理論容量??hg-i),成為一種很有潛力的裡離子電池負(fù)極材料[4D]。LhV〇4的結(jié)構(gòu)如圖??山一個(gè)近似六面體緊密堆積構(gòu)架組成,氧原子占據(jù)四面體各頂點(diǎn),屬于斜??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]固相法制備的負(fù)極材料釩酸鋰的性能[J]. 呂小虎,倪世兵,馬建軍,楊學(xué)林,張露露. 電池. 2013(06)
[2]TiO2@MWNTs納米復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰性能[J]. 陳琳,申來(lái)法,聶平,蘇曉飛,張校剛,李洪森. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 武明昊,陳劍,王崇,衣寶廉. 電池. 2011(04)
[4]從石墨烯的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展看2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)[J]. 崔同湘,呂瑞濤,康飛宇,顧家琳. 科技導(dǎo)報(bào). 2010(24)
[5]4V級(jí)鋰離子電池用橄欖石型LiMnPO4的電化學(xué)性能[J]. 張寶,常曉燕,王志興,李新海,楊志,郭永興,郭華軍,彭文杰. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(06)
本文編號(hào):2991797
【文章來(lái)源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1鈕聞了電池的工作臨理團(tuán)口]??2??
碩壬學(xué)位論文??MASTER'S?THESIS??應(yīng)用于動(dòng)力汽車(chē)和能源儲(chǔ)存等方面lis,i6]。雖然LiFeP〇4理論比容量有170mAhg-i,??但化極電勢(shì)僅為3.4?V?(伯對(duì)于Li/Li+),?—定程度上限制了化池能量密度的提升,??阻礙麟酸鐵裡的市場(chǎng)發(fā)展。??因此,人們把研究轉(zhuǎn)移到其他具有更高的放電平臺(tái)的橄攬石正極材料,比如.??LiMnP〇4、LiCoP〇4和?LiNiP〇4,化壓平臺(tái)分別為:4.0V、4.8V?和?5.2V。鉆金屬??有毒且資源匿乏,從可持續(xù)發(fā)展來(lái)看,L記oP化材料的應(yīng)用前景受到很大限制。??LiN巧化的電壓平臺(tái)過(guò)于太高,超化了普遍使用的化解液承受的能為范圍,會(huì)導(dǎo)致.??電解的分解,影響裡離子電池的安全性。相比而言,LiMnP〇4的能量密度比LiFeP〇4??高出近20?%,電壓平臺(tái)(4.0?V)正好位于電解液體系的穩(wěn)定化學(xué)窗曰。其次,LiM址化??的合成原料的資源豐富,對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。因此,研究LiMnP〇4材料具有很大的??應(yīng)用前景。??1.3.4正極材料巧酸毎裡(LiM址〇4)??橄攬石結(jié)構(gòu)的LiMnP〇4是山1個(gè)扭曲的六面體密堆積氧構(gòu)架組成,每4個(gè)??
)碩壬學(xué)位論文???MAST臣R’S?THESIS??漸成為了研究的熱點(diǎn)。近幾年的研究表明,通過(guò)改變過(guò)渡金屬氧化物而提高其材料的化化學(xué)儲(chǔ)裡性能。如Lu等合成的C〇3〇4的多孔納米片,??循環(huán)30次后,比容量依然高于1000?mAh?g-^8]。Zhang等制備了連續(xù)均勻??的Fc3〇4納米復(fù)合材料,在0.2?C倍率下進(jìn)行充放電,首次比容量高達(dá)749??且首次庫(kù)侖效率達(dá)到80%,表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能口9]。??Li3V〇4負(fù)極材巧??W相對(duì)安全的嵌裡電位(相對(duì)于Li+/Li為0.5-1.0V)和較高的理論容量??hg-i),成為一種很有潛力的裡離子電池負(fù)極材料[4D]。LhV〇4的結(jié)構(gòu)如圖??山一個(gè)近似六面體緊密堆積構(gòu)架組成,氧原子占據(jù)四面體各頂點(diǎn),屬于斜??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]固相法制備的負(fù)極材料釩酸鋰的性能[J]. 呂小虎,倪世兵,馬建軍,楊學(xué)林,張露露. 電池. 2013(06)
[2]TiO2@MWNTs納米復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰性能[J]. 陳琳,申來(lái)法,聶平,蘇曉飛,張校剛,李洪森. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J]. 武明昊,陳劍,王崇,衣寶廉. 電池. 2011(04)
[4]從石墨烯的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展看2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)[J]. 崔同湘,呂瑞濤,康飛宇,顧家琳. 科技導(dǎo)報(bào). 2010(24)
[5]4V級(jí)鋰離子電池用橄欖石型LiMnPO4的電化學(xué)性能[J]. 張寶,常曉燕,王志興,李新海,楊志,郭永興,郭華軍,彭文杰. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(06)
本文編號(hào):2991797
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