具有能量密度高、安全性好、循環(huán)壽命長的動力鋰電池是未來電動工具特別是電動汽車的理想電源。作為鋰離子電池正極材料，LiMnPO4具有環(huán)境友好、價格低廉、理論能量密度高（700Wh/kg）和較好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，有望成為下一代高能量密度的鋰離子正極材料。然而，其本身的低電子導(dǎo)電率（<10-10s/cm）和低離子導(dǎo)電性（<10-16cm2/s），嚴(yán)重制約了該材料的實(shí)際應(yīng)用。針對LiMnPO4具有低電子導(dǎo)電性和差的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，提高LiMnPO4的實(shí)際能量/功率密度，本論文開展如下四個方面的研究工作：1)采用不同前驅(qū)體優(yōu)化制備磷酸錳鋰-基正極材料的錳源和鐵源；2)考察不同煅燒溫度、時間、碳源和含碳量來優(yōu)化磷酸錳鋰-基正極材料的合成條件；3)采用表面活性劑來調(diào)節(jié)合成磷酸錳鋰-基正極材料的粒徑；4)研究不同鐵含量的摻雜來調(diào)節(jié)磷酸錳鋰-基正極材料的鋰離子擴(kuò)散。實(shí)驗結(jié)果表明：1)MnxFe1-xC2O4·2H2O （x=1.0,0.85,0.5）是制備均勻固溶體LiMnxFe1-xPO4/C （x=1.0,0.85,0.5）復(fù)合材料的合適前驅(qū)體；2)合適的實(shí)驗條件（溫度600℃、時間10... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡述
        1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.2.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.3 鋰離子電池特性
    1.3 鋰離子電池正極材料研究現(xiàn)狀
2（M = Co, Ni, Mn, V）正極材料">        1.3.1 層狀結(jié)構(gòu) LiMO₂（M = Co, Ni, Mn, V）正極材料
2O₄（M = Co, Ni, Mn, V）正極材料">        1.3.2 尖晶石結(jié)構(gòu) LiM₂O₄（M = Co, Ni, Mn, V）正極材料
4（M = Fe, Co, Ni, Mn）正極材料">        1.3.3 橄欖石型 LiMPO₄（M = Fe, Co, Ni, Mn）正極材料
4的研究進(jìn)展">    1.4 橄欖石型正極材料 LiMnPO₄的研究進(jìn)展
4的合成方法">        1.4.1 橄欖石型正極材料 LiMnPO₄的合成方法
4材料的問題及改性研究">        1.4.2 LiMnPO₄材料的問題及改性研究
    1.5 本課題的研究目的和研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗設(shè)備及方法
    2.1 實(shí)驗試劑與設(shè)備
    2.2 材料的制備
        2.2.1 前驅(qū)體的制備
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的制備">        2.2.2 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的制備
    2.3 材料的表征
    2.4 材料的電化學(xué)性能測試
        2.4.1 電池的制備
        2.4.2 電化學(xué)測試
        2.4.3 高溫性能測試
        2.4.4 循環(huán)伏安（CV）測試
        2.4.5 交流阻抗（EIS）測試
0.85Fe_0.15PO₄/C 復(fù)合材料的合成及性能研究">第三章 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 復(fù)合材料的合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 前驅(qū)體的制備和結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 前驅(qū)體的制備
        3.2.2 前驅(qū)體的熱重分析圖
        3.2.3 前驅(qū)體的形貌圖
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的制備和性能研究">        3.2.4 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的制備和性能研究
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的電化學(xué)性能研究">        3.2.5 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的電化學(xué)性能研究
    3.3 煅燒溫度對材料性能的影響
        3.3.1 煅燒溫度對結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 煅燒溫度對形貌的影響
        3.3.3 煅燒溫度對材料電化學(xué)性能的影響
    3.4 煅燒時間對材料性能的影響
        3.4.1 煅燒時間對結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.2 煅燒時間對形貌的影響
        3.4.3 煅燒時間對材料的電化學(xué)性能研究
    3.5 不同碳源對材料性能的影響
        3.5.1 不同碳源對結(jié)構(gòu)的影響
        3.5.2 不同碳源的拉曼光譜圖
        3.5.3 不同碳源對形貌的影響
        3.5.4 不同碳源對材料電化學(xué)性能的研究
    3.6 不同含碳量對材料性能的影響
        3.6.1 不同含碳量的結(jié)構(gòu)分析
        3.6.2 不同碳含量對形貌的影響
        3.6.3 不同碳含量材料的電化學(xué)性能研究
    3.7 加入表面活性劑對材料性能的影響
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的制備">        3.7.1 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的制備
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的結(jié)構(gòu)分析">        3.7.2 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的結(jié)構(gòu)分析
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的形貌分析圖">        3.7.3 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的形貌分析圖
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的紅外分析圖">        3.7.4 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的紅外分析圖
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的透射電鏡圖">        3.7.5 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的透射電鏡圖
0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的拉曼光譜圖">        3.7.6 LiMn_0.85Fe_0.15PO₄/C 材料的拉曼光譜圖
        3.7.7 電化學(xué)性能研究
    3.8 本章結(jié)論
0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的制備和性能研究">第四章 高功率密度 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的制備和性能研究
xFe_1-xPO₄/C 電化學(xué)性能的影響">    4.1 不同鐵含量的摻雜對 LiMn_xFe_1-xPO₄/C 電化學(xué)性能的影響
xFe_1-xPO₄/C 的制備">        4.1.1 LiMn_xFe_1-xPO₄/C 的制備
xFe_1-xPO₄/C（x = 1, 0.85, 0.5）復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征">        4.1.2 LiMn_xFe_1-xPO₄/C（x = 1, 0.85, 0.5）復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征
xFe_1-xPO₄/C （x = 1, 0.85, 0.5）復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究">        4.1.3 LiMn_xFe_1-xPO₄/C （x = 1, 0.85, 0.5）復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的制備和性能研究">    4.2 高功率密度 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的制備和性能研究
0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的制備">        4.2.1 高功率密度 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的制備
0.5Fe_0.5PO₄/C 前驅(qū)體混合物的熱重分析圖">        4.2.2 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 前驅(qū)體混合物的熱重分析圖
0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征">        4.2.3 高功率密度 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征
0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究">        4.2.4 高功率密度 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
0.5Fe_0.5PO₄/C 中 Li+擴(kuò)散系數(shù)研究">        4.2.5 高功率密度 LiMn_0.5Fe_0.5PO₄/C 中 Li+擴(kuò)散系數(shù)研究
    4.3 本章結(jié)論
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
答辯委員會對論文的評定意見


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠法制備LiMnPO4/C正極材料及其電化學(xué)性能[J]. 汪燕鳴,王飛,王廣健.  無機(jī)材料學(xué)報. 2013(04)
[2]用不同錳源高溫固相法制備LiMnPO4/C[J]. 彭薇,侯賢華,張志文,胡社軍.  電池. 2010(05)
[3]鋰離子電池橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料LiMnPO4的合成與性能[J]. 王志興,李向群,常曉燕,郭華軍,彭文杰,李新海,陳啟元.  中國有色金屬學(xué)報. 2008(04)
[4]鋰電池發(fā)展簡史[J]. 黃彥瑜.  物理. 2007(08)
[5]鋰離子電池工業(yè)的發(fā)展與展望[J]. 胡紹杰,徐保伯.  電池. 2000(04)



本文編號：2993628