發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 13:04

　　作為一款理想的儲(chǔ)能器件,鋰離子電池由于擁有能量密度高、工作電壓高、使用壽命長(zhǎng)以及環(huán)境友好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。作為鋰離子電池的重要組成部分,負(fù)極材料的優(yōu)劣是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素。因此,尋找一款合適的電極材料則成為目前研究的熱點(diǎn)。其中,錳氧化物因其儲(chǔ)量豐富和理論容量高等優(yōu)勢(shì),而引起了科研人員的廣泛關(guān)注。但是,其較差的循環(huán)穩(wěn)定性和電導(dǎo)率,則是制約錳氧化物負(fù)極材料發(fā)展的主要障礙。為了改善錳氧化物的電化學(xué)性能,本文以合成的Mn2O3為前驅(qū)體,通過(guò)水熱輔助液相沉積法、原位表面聚合法、低溫液相沉積法以及隨后的高溫碳化處理,分別制備出Mn2O3/TiO2、MnO@NC和MnTi03/TiO2/C復(fù)合材料。經(jīng)過(guò)XRD、XPS、TEM和SEM等物理表征,三種復(fù)合材料均展示出良好的結(jié)晶性和獨(dú)特的微觀形貌。在電化學(xué)性能測(cè)試過(guò)程中,當(dāng)電流密度為500 mAh/g時(shí),經(jīng)過(guò)200圈循環(huán)后,Mn203/Ti02、MnO@NC和MnTi03/Ti02/C復(fù)合材料的可逆比容量可達(dá)到452、786和418mAh/g。在倍率性能測(cè)試過(guò)程中,當(dāng)電流密度為4 A/g時(shí),它們的可逆比容量分別維... 

【文章來(lái)源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２鋰離子電池工作原理［３］??

３．３實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析??３．３．１?Ｘ射線衍射圖譜（ＸＲＤ）分析??如圖３．丨分別展示ＭｎＣＣｂ、Ｍｎ２〇３和Ｍｎ２〇＾Ｔｉ〇２三種樣品的ＸＲＤ圖譜。在圖３?２（ａ）??中，當(dāng)衍射角度為２４．５、３１．４、３７．５、４１．４、４５．２和５１．７°時(shí)，圖譜出現(xiàn)６個(gè)明顯的衍??射峰，分別對(duì)應(yīng)（０１２），（１０４），?（１１０），（１１３），（２０２）和（１１６）晶面。此外，上述衍射峰與??標(biāo)準(zhǔn)六方晶系ＭｎＣＯ；?（ＪＣＰＤＳ＃４４－１４７２）完全匹配。這表明以ＭｎＳＣＵ和ＮＨ４ＨＣＯ３為原??料，通過(guò)水熱法，成功制備出ＭｎＣ０３前驅(qū)體。圖３．２〇３＞為ＭｎＣＯ；前驅(qū)體在經(jīng)過(guò)５５０°Ｃ，??４ｈ鍛燒之后獲得的多孔ＭｍＣｂ樣品的ＸＲＤ衍射圖譜。顯然，該樣品的衍射圖譜與標(biāo)??準(zhǔn)立方晶系Ｍｎ２〇３（ＪＣＰＤＳ＃７３－１８２６）相吻合。這表明在經(jīng)過(guò)高溫鍛燒處理后，ＭｎＣＣｂ??相己經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為Ｍｎ２〇３顆粒。如圖３．２（ｃ）所示，當(dāng)衍射角度為２５．７、３６．９、３７．８、４８．０５、??５３．９和５５．０６°時(shí)，圖譜出現(xiàn)的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)銳鈦礦�。暴枺玻�？〇５＃２１－１２７２）相對(duì)應(yīng)。而當(dāng)??衍射角為３２．９２、３８．１７和５５．１２°時(shí)

躉?錛捌涓春銜鎰魑??套擁兀杭?牧系男閱苧芯浚崳?３．３．３掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）和透射電子顯微鏡（ＴＥＭ）分析??圖３．４展示了制備的ＭｎＣＣｈ前驅(qū)體、單質(zhì)＿２０３和Ｍｎ：０３／Ｔｉ０２復(fù)合材料的ＳＥＭ??照片。其中，圖３．４（ａ－ｂ）為ＭｎＣ〇Ｊ＜ｊＳＥＭ圖像。如圖所示，ＭｎＣＣｂ顆粒呈現(xiàn)出典型??的微球形貌，直徑約為２＾ｍ，并且每一個(gè)微球都是由數(shù)以百計(jì)的細(xì)微斜方納米晶體堆??積而成。微球表面平整光滑，菱角分明，無(wú)孔結(jié)構(gòu)和空心結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。圖３．４（ｃ－ｄ）為ＭｎＣＣｂ??經(jīng)煅燒后所獲得的Ｍｎ２０３的ＳＥＭ圖像。由圖可知，Ｍｎ２０３顆粒繼承ＭｎＣ０３前驅(qū)體的??微球狀結(jié)構(gòu)，其直徑約為２ｐｍ。不同的是，Ｍｒｉ２〇３顆粒表面變的非常粗糙，出現(xiàn)了明??顯的孔結(jié)構(gòu)，且微球是由眾多的細(xì)小晶體堆積而成。Ｍｎ２０３顆粒出現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)的原因??可能是由于ＭｎＣＣｂ在高溫分解過(guò)程中產(chǎn)生眾多揮發(fā)性物質(zhì)（如Ｈ２０、Ｃ０２等）而導(dǎo)致??的［５５】。圖３．４（ｅ－ｆ）為水熱輔助液相沉積法制備的Ｍｎ２０３／Ｔｉ〇２復(fù)合材料ＳＥＭ圖片。明顯??地，Ｍｎ２０／Ｔｉ０２顆粒呈現(xiàn)出直徑為２ｐｍ的微球結(jié)構(gòu)。此外，在高倍數(shù)圖片中，Ｍｎ２０３??微球表面出現(xiàn)了明顯的細(xì)小顆粒。根據(jù)ＸＲＤ和ＸＰＳ結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池隔膜材料研究進(jìn)展[J]. 王振華,彭代沖,孫克寧.  化工學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]硅基鋰離子電池負(fù)極材料[J]. 牛津,張?zhí)K,牛越,宋懷河,陳曉紅,周繼升.  化學(xué)進(jìn)展. 2015(09)
[3]鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展[J]. 張加艷,沈建興,魏長(zhǎng)寶.  山東陶瓷. 2015(01)
[4]鋰離子電池石墨負(fù)極材料的改性研究進(jìn)展[J]. 張?zhí)稃?王春梅,宋子會(huì).  現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2014(05)
[5]鋰離子電池硬碳負(fù)極材料的制備及性能表征[J]. 王春梅,趙海雷,王靜,王捷,呂鵬鵬.  電源技術(shù). 2013(11)



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