發(fā)布時間：2022-11-01 21:17

　　硅酸鹽類正極材料由于其成本低廉、安全性能良好、環(huán)境友好和電化學性能較好等優(yōu)點,更重要的是其理論容量較高,在鋰離子電池領(lǐng)域受到了科學家們廣泛的關(guān)注。硅酸錳鋰（Li2MnSiO4）正極材料就是其中的代表,最高理論容量達到333 mA/g。本研究采用溶膠凝膠法制備Li2MnSiO4正極材料,并通過包覆不同的碳源（葡萄糖、蔗糖和液態(tài)聚丙烯腈LPAN）,添加分散劑聚乙二醇（PEG）以及金屬鎳離子（Ni2+）摻雜等方法,對Li2MnSiO4材料固有的導電率差、離子遷移率低和循環(huán)性能差進行改性研究。通過熱重分析（TG）、X射線粉末衍射儀（XRD）、掃面電子顯微鏡（SEM）、恒流充放電實驗和電化學阻抗等測試手段對Li2MnSiO4正極材料進行結(jié)構(gòu)與性能的表征分析,分別對Li2MnSiO4正極材料的預(yù)燒溫度、燒結(jié)溫度與燒結(jié)時間、添加不同的碳源與比例、添加不同量的分散劑聚乙二醇（PEG）以及摻雜不同比例的Ni2+等對材料的晶體結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響進行研究。（1）采用醋酸鋰、醋酸錳和正硅酸乙酯作為原料,醋酸為催化劑,通過溶膠凝膠法制備Li2MnSiO4正極材料前軀體,然后在氬氣氣氛中燒結(jié)得到Li2MnSi... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 鋰離子電池簡介
        1.2.1 鋰離子電池負極材料
        1.2.2 鋰離子電池電解液
        1.2.3 鋰離子電池正極材料
    1.3 聚陰離子型硅酸鹽正極材料
        1.3.1 硅酸鐵鋰（Li_2FeSiO_4）
        1.3.2 硅酸錳鋰（Li_2MnSiO_4）
        1.3.3 Li_2MnSiO_4的合成方法
        1.3.4 Li_2MnSiO_4的改性方法
    1.4 本論文研究目的、主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.4.1 本論文研究目的
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
        1.4.3 創(chuàng)新點
第2章 實驗材料和測試方法
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗設(shè)備
    2.3 材料的性能測試和結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 同步熱分析測試（TG）
        2.3.2 X-射線衍射測試（XRD）
        2.3.3 掃描電鏡測試（SEM）
        2.3.4 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.5 恒流充放電測試
        2.3.6 交流阻抗譜測試（EIS）
第3章 溶膠凝膠法制備Li_2MnSiO_4正極材料及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 Li_2MnSiO_4正極材料前軀體的制備
    3.3 Li_2MnSiO_4正極材料結(jié)構(gòu)和性能表征
        3.3.1 同步熱分析（TG）表征
        3.3.2 X-射線粉末衍射（XRD）表征
        3.3.3 恒流充放電電化學性能表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 溶膠凝膠法制備不同碳源包覆Li_2MnSiO_4正極材料及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 溶膠凝膠法制備葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4正極材料
        4.2.1 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4預(yù)燒溫度的研究
        4.2.2 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4燒結(jié)溫度的研究
        4.2.3 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4燒結(jié)時間的研究
        4.2.4 不同葡萄糖比例包覆Li_2MnSiO_4的研究
        4.2.5 葡萄糖包覆改性Li_2MnSiO_4正極材料的結(jié)果
    4.3 溶膠凝膠法制備蔗糖包覆Li_2MnSiO_4正極材料
        4.3.1 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4預(yù)燒溫度的研究
        4.3.2 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4燒結(jié)溫度的研究
        4.3.3 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4燒結(jié)時間的研究
        4.3.4 不同蔗糖比例包覆Li_2MnSiO_4的研究
        4.3.5 蔗糖包覆改性Li_2MnSiO_4正極材料的結(jié)果
    4.4 溶膠凝膠法制備聚丙烯腈（LPAN）包覆Li_2MnSiO_4正極材料
        4.4.1 LPAN包覆Li_2MnSiO_4預(yù)燒溫度的研究
        4.4.2 LPAN包覆Li_2MnSiO_4燒結(jié)溫度的研究
        4.4.3 LPAN包覆Li_2MnSiO_4燒結(jié)時間的研究
        4.4.4 不同比例LPAN包覆Li_2MnSiO_4的研究
        4.4.5 LPAN包覆改性Li_2MnSiO_4正極材料的結(jié)果
    4.5 三種碳源包覆對Li_2MnSiO_4/C正極材料的影響
        4.5.1 三種碳源包覆Li_2MnSiO_4/C正極材料晶體結(jié)構(gòu)的影響
        4.5.2 三種碳源對Li_2MnSiO_4/C正極材料晶體形貌的影響
        4.5.3 三種碳源對Li_2MnSiO_4/C正極材料電化學性能的影響
        4.5.4 三種碳源對Li_2MnSiO_4/C正極材料阻抗的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 聚乙二醇改性Li2Mn SiO4/C正極材料及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 聚乙二醇的熱重分析（TG）譜圖
    5.3 聚乙二醇改性Li_2MnSiO_4/C正極材料的制備
    5.4 聚乙二醇改性Li_2MnSiO_4/C正極材料結(jié)構(gòu)和性能表征
        5.4.1 掃描電子顯微鏡（SEM）表征
        5.4.2 X-射線粉末衍射（XRD）表征
        5.4.3 恒流充放電電化學性能表征
        5.4.4 交流阻抗（EIS）表征
    5.5 本章小結(jié)
第6章 Ni~(2+)摻雜改性Li_2MnSiO_4/C正極材料及其性能研究
    6.1 引言
    6.2 Ni~(2+)摻雜Li_2Ni_xMn_(1-x)SiO_4/C正極材料的制備
    6.3 Ni~(2+)摻雜Li_2Ni_xMn_(1-x)SiO_4/C正極材料結(jié)構(gòu)和性能表征
        6.3.1 X-射線粉末衍射（XRD）表征
        6.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）表征
        6.3.3 恒流充放電電化學性能表征
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3700114