發(fā)布時間：2017-08-12 22:25

  本文關鍵詞：熱壓制備碳基鋰離子電池陽極材料及表征

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【摘要】：鋰離子電池具有高的工作電壓、寬的溫度應用范圍、低的自放電率和環(huán)境友好型等優(yōu)勢,自商業(yè)化以來得到了迅速的發(fā)展,并且已廣泛應用于便攜式電子產品中。鋰離子電池作為一個復雜的儲能體系,其電化學性能受到諸多因素影響,例如電極材料、電解液、隔膜和封裝技術等等。但目前普遍認為鋰離子電池的電極材料對鋰離子電池性能起著決定性的作用。近年來,伴隨著電動汽車等大型設備的發(fā)展,對鋰離子電池的功率密度和能量密度提出了更高的要求。當前商業(yè)化的鋰離子電池陽極材料主要為石墨,其理論容量為372mAhg-1,已不能滿足市場的需求。因此,設計和制備高性能的鋰離子電池用碳基陽極材料具有重要的意義和應用價值。本論文以金剛烷粉體為前驅體,采用熱壓燒結技術進行了新型碳材料的合成并對其形貌、結構及電化學性能進行了研究,主要包括以下兩個方面:(1)在熱壓燒結條件下,系統(tǒng)研究了溫度、壓力和升溫速率對碳材料形貌的影響;通過對不同條件下碳材料的表征,研究了溫度、壓力和升溫速率對碳材料結構的影響機制。(2)對所獲得的碳材料進行了電化學性能進行測試。半電池的結果表明,首次充放電過程存在較高的不可逆容量的損失,在之后的充放電過程中,該材料具有良好的循環(huán)性能。在50mAg-1電流密度下運行200圈之后,該電池依然保有686mAhg-1的比容量。在電流密度2000mAg-1下仍具有221mAhg-1的比容量,且具有較高的倍率性。我們提出的采用熱壓燒結制備碳材料的方法,手段簡單,綠色環(huán)保,并可工業(yè)化生產。更為重要的是,有可能替代成本較高的MCMB材料。除此之外,這種碳材料除了可以成為電極材料以外,還可以作為吸附材料、潤滑劑材料使用。
【關鍵詞】：熱壓燒結 鋰離子電池 碳材料 金剛烷
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 鋰離子電池8-16
• 1.1.1 鋰離子電池簡介8-9
• 1.1.2 鋰離子電池的優(yōu)勢和工作原理9-10
• 1.1.3 鋰離子電池正極材料研究進展10-12
• 1.1.4 陽極碳材料的研究進展12-15
• 1.1.5 常規(guī)的熱壓燒結在碳材料合成中的應用15-16
• 1.2 新型的熱壓燒結合成技術16-20
• 1.2.1 國產鉸鏈式六面頂液壓機16
• 1.2.2 壓力和溫度的標定16-19
• 1.2.3 傳壓保溫介質19-20
• 1.2.4 新型的熱壓燒結制備碳材料的優(yōu)勢20
• 1.3 選題思路與意義20-22
• 第二章 碳材料熱壓燒結的制備及表征22-35
• 2.1 前言22
• 2.2 碳材料熱壓燒結下的制備22-27
• 2.2.1 實驗藥品與儀器22-23
• 2.2.2 實驗步驟23-27
• 2.3 碳材料熱壓燒結下的表征27-33
• 2.3.1 熱壓燒結制備碳材料的XRD分析27-29
• 2.3.2 熱壓燒結制備碳材料的FT-IR分析29-30
• 2.3.3 熱壓燒結制備碳材料的拉曼分析30-31
• 2.3.4 熱壓燒結制備碳材料的SEM分析31
• 2.3.5 熱壓燒結制備碳材料的TEM分析31-32
• 2.3.6 熱壓燒結制備碳材料的氮氣吸附測試32-33
• 2.4 本章小結33-35
• 第三章 熱壓燒結制備的碳材料電化學性能研究35-40
• 3.1 引言35
• 3.2 電極片的制作及電池的組裝35-36
• 3.2.1 實驗藥品與儀器35-36
• 3.2.2 實驗步驟36
• 3.3 熱壓燒結碳材料恒流充放電性能測試36-39
• 3.4 本章小結39-40
• 第四章 結論與展望40-41
• 致謝41-42
• 參考文獻42-43

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