人們?nèi)找嬖鲩L的美好生活需要離不開方便快捷的設(shè)備支持,其中鋰離子電池作為便攜式能源,在電化學(xué)儲能應(yīng)用中有著不可替代的作用。然而,鋰離子電池發(fā)展所需的鋰資源分布不均、資源匱乏且價(jià)格較貴,制約了鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展。而與鋰同一主族的鉀元素,因其化學(xué)性質(zhì)與鋰相似但資源更豐富、成本更低,因而獲得了科研工作人員的極大關(guān)注。但缺點(diǎn)在于鉀離子半徑更大,充放電循環(huán)時(shí),K⁺反復(fù)脫出和嵌入造成的體積變化最終會惡化材料性能。但研究表明在電解液中K⁺與溶劑可能會形成較小半徑的溶劑化離子,從而減小材料結(jié)構(gòu)的變化,提高電化學(xué)性能。因此,本論文選擇研究已商業(yè)化應(yīng)用的石墨,系統(tǒng)研究了石墨在不同種類溶劑和不同濃度鉀鹽時(shí)鉀離子電池的電化學(xué)性能。首先,對石墨粉末進(jìn)行物相結(jié)構(gòu)及形貌表征,測試表明石墨樣品結(jié)晶性良好,層間距為3.36?,由大小不一的納米片堆疊成5-20μm橢球形顆粒組成。該材料在鋰離子電池中0.2C電流密度下實(shí)現(xiàn)了330 mAh g^-1的比容量,并且循環(huán)100周之后的容量保持率在97%。但是高倍率性能較差,10C下容量僅為25 mAh g

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 鉀離子電池結(jié)構(gòu)及工作原理
    1.3 鉀離子電池負(fù)極材料
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 層狀材料
        1.3.3 金屬合金
        1.3.4 有機(jī)材料
        1.3.5 其他材料
    1.4 鉀離子電池正極材料
        1.4.1 普魯士藍(lán)及其類似物
        1.4.2 層狀材料
        1.4.3 聚陰離子材料
        1.4.4 有機(jī)材料
    1.5 鉀離子電池電解液
    1.6 本論文選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料
    2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.4 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    2.5 物理測試和表征
        2.5.1 X射線衍射(XRD)
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.5.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.5.4 拉曼光譜儀(Raman)
    2.6 電化學(xué)表征
        2.6.1 充放電循環(huán)(C-D)
        2.6.2 循環(huán)伏安法(CV)
        2.6.3 交流阻抗譜測試(EIS)
        2.6.4 恒電流間歇滴定(GITT)
第三章 石墨基本性質(zhì)
    3.1 前言
    3.2 石墨的物理表征
        3.2.1 物相測試
        3.2.2 形貌和結(jié)構(gòu)測試
    3.3 石墨儲鋰電化學(xué)性能
        3.3.1 電化學(xué)性能
        3.3.2 EIS測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨在不同溶劑電解液中的性能
    4.1 前言
    4.2 石墨在KPF₆-EC/DMC中的電化學(xué)性能
    4.3 石墨在KPF₆-DME中的電化學(xué)性能
    4.4 石墨在KPF₆-EC/DMC與 KPF₆-DME中性能對比
        4.4.1 循環(huán)性能測試
        4.4.2 CV及 GITT測試
        4.4.3 擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算
    4.5 石墨的儲鉀機(jī)制
    4.6 本章小結(jié)
第五章 石墨在不同濃度電解液中的性能
    5.1 前言
    5.2 石墨在不同濃度KFSI-DME中的電化學(xué)性能
        5.2.1 低倍率性能
        5.2.2 GITT及 EIS測試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3874191