以生物質(zhì)為碳源制備Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 /C復(fù)合材料及其性能研究
發(fā)布時間:2021-02-23 04:48
隨著人類社會的快速發(fā)展,化石燃料的大量燃燒,能源危機(jī)和環(huán)境問題成了困擾人類發(fā)展的重要問題。開發(fā)出新的能源采集和存儲系統(tǒng)是當(dāng)今社會研究的熱點。鋰離子電池憑借其自身的能量高、循環(huán)壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢,在儲能器件中占據(jù)了重要的位置。鋰離子電池中的正極材料在鋰離子電池中占據(jù)著重要的地位,多年來一直備受研究者們的青睞。近年來,單斜結(jié)構(gòu)的磷酸釩鋰正極材料憑借其高的理論比容量(197 mAh/g)、充放電電壓平臺高(可達(dá)到4.8V)、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和較好的循環(huán)穩(wěn)定性而備受關(guān)注。但是其電子導(dǎo)電率較低,限制了其發(fā)展。本文中通過采用三種不同形狀及結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)作為碳源通過蒸發(fā)自組裝、反復(fù)浸漬法、抽真空法制備得到了三種具有不同結(jié)構(gòu)的Li3V2(PO4)3/C新型復(fù)合材料。并且對制備得到的Li3V2(PO4)3/C復(fù)合材料進(jìn)行了X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等測試從而對材料的結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行分析。并且將制備得到的Li
【文章來源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池充放電過程
圖 1-2 鋰離子電池的應(yīng)用Figure 1-2 The application of lithium ion battery子電池正極材料材料,負(fù)極材料,隔膜和電解液等是鋰離子電池的關(guān)鍵組成。是鋰離子電池中的一個重要的部分,在鋰離子電池充放電時,提供鋰離子電池內(nèi)部來回脫嵌運動的鋰離子,也要為電極表鋰離子。因此,開發(fā)研究出一些新型的正極材料將會在很大電池的發(fā)展。電池正極材料須具備下面幾個基本特性[24, 25]:離子在正極材料中的嵌入和脫出的氧化還原電位應(yīng)該較高,以有較高的電壓輸出;以讓大量的鋰離子嵌入、脫出,來獲取比較好的的充放電容量放電倍率性能好,要求材料在大電流充放電情況下仍然能夠保
圖 1-3 層狀結(jié)構(gòu)鈷酸鋰的晶體機(jī)構(gòu)圖Figure 1-3 The crystal structure of a layered type of LiCOO2.3.2 LiMn2O4尖晶石結(jié)構(gòu)材料與 LiCoO2相比,LiMn2O4具有以下優(yōu)點:一是錳資源豐富且價格低廉;二它的毒性較 Co 低。LiMn2O4材料由 Thackeray 等[33]在 1983 年提出。LiMn2O4具有四方對稱性是具有尖晶石型的三維結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料,它屬于間群 Fd3m,其晶體結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示[34, 35]。尖晶石型結(jié)構(gòu)的 LiMn2O4能夠產(chǎn)生的高電壓平臺可以達(dá)到 4.0 V,盡管其論容量為 148 mAh/g,但其實際可應(yīng)用的容量與 LiCoO2接近。由于 Mn 在電液中的化學(xué)溶解造成了其容量的嚴(yán)重衰減,并使得其循環(huán)性能很差[36, 37]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]固相法制備快充高電壓LiCoO2[J]. 熊學(xué),唐朝輝,朱賢徐,涂文. 電池. 2016(05)
[2]我國替代能源的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J]. 鄒蘊涵. 中國能源. 2016(09)
[3]碳含量對磷酸釩鋰電化學(xué)性能的影響[J]. 侯磊,何新波,吳茂,孫大淇,曲選輝. 粉末冶金技術(shù). 2014(06)
[4]淺析我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 陳云川. 環(huán)境與生活. 2014(14)
[5]生物質(zhì)炭材料的制備及電化學(xué)應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 杜銳,覃愛苗,韋春,童張法. 材料導(dǎo)報. 2014(05)
[6]微波合成法制備LiFePO4及其電化學(xué)性能[J]. 張海峰,孫哲,陳明軍. 電源技術(shù). 2012(12)
[7]微米橄欖石型LiFePO4的水熱合成優(yōu)化(英文)[J]. 孫孝飛,徐友龍,劉養(yǎng)浩,李璐. 物理化學(xué)學(xué)報. 2012(12)
[8]電池正極材料Li3V2(PO4)3/C的水熱合成和性能[J]. 王煥峰,高嚴(yán)英,姜倩倩,馬聰,王興堯. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2012(10)
[9]碳熱還原法制備LiFePO4/C鋰電池正極材料的研究[J]. 王文琴,郭志猛,姜冰,葉青,劉金坤,賈磊. 稀有金屬. 2012(04)
[10]磷酸釩鋰溶膠-凝膠制備及電化學(xué)性能研究[J]. 劉麗英,陳煉,張海燕,翟玉春. 電化學(xué). 2010(04)
碩士論文
[1]鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3/C的固相合成及其機(jī)理研究[D]. 吳駿.成都理工大學(xué) 2014
[2]利用葡萄糖和聚吡咯對液相共沉淀法制備的LiFePO4的改性研究[D]. 劉永剛.中南大學(xué) 2013
本文編號:3047042
【文章來源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋰離子電池充放電過程
圖 1-2 鋰離子電池的應(yīng)用Figure 1-2 The application of lithium ion battery子電池正極材料材料,負(fù)極材料,隔膜和電解液等是鋰離子電池的關(guān)鍵組成。是鋰離子電池中的一個重要的部分,在鋰離子電池充放電時,提供鋰離子電池內(nèi)部來回脫嵌運動的鋰離子,也要為電極表鋰離子。因此,開發(fā)研究出一些新型的正極材料將會在很大電池的發(fā)展。電池正極材料須具備下面幾個基本特性[24, 25]:離子在正極材料中的嵌入和脫出的氧化還原電位應(yīng)該較高,以有較高的電壓輸出;以讓大量的鋰離子嵌入、脫出,來獲取比較好的的充放電容量放電倍率性能好,要求材料在大電流充放電情況下仍然能夠保
圖 1-3 層狀結(jié)構(gòu)鈷酸鋰的晶體機(jī)構(gòu)圖Figure 1-3 The crystal structure of a layered type of LiCOO2.3.2 LiMn2O4尖晶石結(jié)構(gòu)材料與 LiCoO2相比,LiMn2O4具有以下優(yōu)點:一是錳資源豐富且價格低廉;二它的毒性較 Co 低。LiMn2O4材料由 Thackeray 等[33]在 1983 年提出。LiMn2O4具有四方對稱性是具有尖晶石型的三維結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料,它屬于間群 Fd3m,其晶體結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示[34, 35]。尖晶石型結(jié)構(gòu)的 LiMn2O4能夠產(chǎn)生的高電壓平臺可以達(dá)到 4.0 V,盡管其論容量為 148 mAh/g,但其實際可應(yīng)用的容量與 LiCoO2接近。由于 Mn 在電液中的化學(xué)溶解造成了其容量的嚴(yán)重衰減,并使得其循環(huán)性能很差[36, 37]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]固相法制備快充高電壓LiCoO2[J]. 熊學(xué),唐朝輝,朱賢徐,涂文. 電池. 2016(05)
[2]我國替代能源的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題[J]. 鄒蘊涵. 中國能源. 2016(09)
[3]碳含量對磷酸釩鋰電化學(xué)性能的影響[J]. 侯磊,何新波,吳茂,孫大淇,曲選輝. 粉末冶金技術(shù). 2014(06)
[4]淺析我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 陳云川. 環(huán)境與生活. 2014(14)
[5]生物質(zhì)炭材料的制備及電化學(xué)應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 杜銳,覃愛苗,韋春,童張法. 材料導(dǎo)報. 2014(05)
[6]微波合成法制備LiFePO4及其電化學(xué)性能[J]. 張海峰,孫哲,陳明軍. 電源技術(shù). 2012(12)
[7]微米橄欖石型LiFePO4的水熱合成優(yōu)化(英文)[J]. 孫孝飛,徐友龍,劉養(yǎng)浩,李璐. 物理化學(xué)學(xué)報. 2012(12)
[8]電池正極材料Li3V2(PO4)3/C的水熱合成和性能[J]. 王煥峰,高嚴(yán)英,姜倩倩,馬聰,王興堯. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2012(10)
[9]碳熱還原法制備LiFePO4/C鋰電池正極材料的研究[J]. 王文琴,郭志猛,姜冰,葉青,劉金坤,賈磊. 稀有金屬. 2012(04)
[10]磷酸釩鋰溶膠-凝膠制備及電化學(xué)性能研究[J]. 劉麗英,陳煉,張海燕,翟玉春. 電化學(xué). 2010(04)
碩士論文
[1]鋰離子電池正極材料Li3V2(PO4)3/C的固相合成及其機(jī)理研究[D]. 吳駿.成都理工大學(xué) 2014
[2]利用葡萄糖和聚吡咯對液相共沉淀法制備的LiFePO4的改性研究[D]. 劉永剛.中南大學(xué) 2013
本文編號:3047042
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