本文關(guān)鍵詞：釩酸鋰基水系鋰離子電池負極材料的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：LiV_3O_8作為水系鋰離子電池的負極材料具有容量高,成本較低,環(huán)境友好等諸多優(yōu)點,具有較大的發(fā)展?jié)摿�。但LiV_3O_8作為電池的負極材料進行充放電時,循環(huán)性能還不夠理想,影響了其商品化應(yīng)用和發(fā)展。分別以Mg和Fe作為摻雜元素,通過摻雜改性的方法來改善LiV_3O_8的電化學性能。采用溶膠凝膠法制備了LiV_3O_8、Li_(1-2x)Mg_xV_3O_8(x=0.5%、1%、2%、3%)、LiMg_xV_3O_8(x=0.5%、1%、3%、5%)、Li_(1+2x)V_(3-x)Fe_x O_8(x=5%、10%、15%)負極材料,通過XRD、SEM、CV、EIS、恒流充放電技術(shù)對其進行測試。所制備的LiV_3O_8和Li_(1-2x)Mg_xV_3O_8材料呈棒狀結(jié)構(gòu),平均粒徑長約450 nm,寬約170 nm。x=2%時,材料的循環(huán)可逆性最佳,首次放電比容量為73.1 m Ah·g~(-1),經(jīng)過50次循環(huán)之后,電阻漲幅僅為0.83Ω,放電比容量為63.2 m Ah·g~(-1),容量保持率高達86.4%,容量的衰減得到了明顯緩解,材料的循環(huán)性能得到了明顯改善。所制備的LiMg_xV_3O_8材料結(jié)構(gòu)與LiV_3O_8相似。x=5%時,材料的循環(huán)可逆性最佳,首次放電比容量為64.7 m Ah·g~(-1),材料經(jīng)過50次循環(huán)后,電阻漲幅最小僅為0.02Ω,其放電比容量能夠達到73.1 m Ah·g~(-1),多余的Mg摻雜增大了晶胞體積,有利于Li+的擴散,使循環(huán)穩(wěn)定性得到明顯提高。所制備的Li_(1+2x)V_(3-x)Fe_x O_8材料結(jié)構(gòu)與LiV_3O_8相似。x=5%時,材料主要物相組成為LiV_3O_8,含有少量的Li_(0.3)V_2O_5,容量明顯高于無摻雜的LiV_3O_8,其首次的放電比容量和庫倫效率最高,分別為107.3 m Ah·g~(-1)和80.6%,在50次循環(huán)之后,電阻漲幅約為2.25Ω,其放電比容量和容量保持率最高,分別為75.8 m Ah·g~(-1)和70.6%,循環(huán)性能明顯改善。
【關(guān)鍵詞】：LiV_3O_8 水系鋰離子電池 摻雜 電化學性能
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ131.11;TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 文獻綜述10-23
• 1.1 鋰離子電池概述10-12
• 1.1.1 鋰離子電池發(fā)展歷程10-11
• 1.1.2 鋰離子電池組成11-12
• 1.1.3 鋰離子電池工作原理12
• 1.2 鋰離子電池電解液12-14
• 1.2.1 有機電解液13
• 1.2.2 水系電解液13-14
• 1.3 水系鋰離子電池14-15
• 1.3.1 研究進展14-15
• 1.3.2 理論基礎(chǔ)15
• 1.4 LiV_3O_8作為ARLBs負極材料研究進展15-21
• 1.4.1 LiV_3O_8的結(jié)構(gòu)特征及機理15-17
• 1.4.2 LiV_3O_8的制備方法17-20
• 1.4.3 LiV_3O_8的摻雜改性研究20-21
• 1.4.4 LiV_3O_8的表面修飾研究21
• 1.5 本論文的目的及意義21-23
• 第2章 實驗方法23-28
• 2.1 實驗藥品23
• 2.2 實驗儀器23-24
• 2.3 主要表征手段24-25
• 2.3.1 熱分析24
• 2.3.2 X射線衍射表征24-25
• 2.3.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡表征25
• 2.4 電化學性能測試25-28
• 2.4.1 電極極片的制備25
• 2.4.2 扣式電池的組裝25-26
• 2.4.3 循環(huán)伏安測試26
• 2.4.4 恒流充放電測試26-27
• 2.4.5 交流阻抗測試27-28
• 第3章 化學計量比摻雜Mg的Li_(1-2x)Mg_xV_3O_8的制備及其電化學性能28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 Li_(1-2x)Mg_xV_3O_8（x=0.5%、1%、2%、3%）及LiV_3O_8的制備28-29
• 3.3 熱重（TG）和差熱（DSC）分析29-30
• 3.4 形貌表征30-31
• 3.5 X射線衍射（XRD）分析31-32
• 3.6 電化學性能測試32-41
• 3.6.1 循環(huán)伏安（CV）測試32-34
• 3.6.2 充放電測試34-37
• 3.6.3 交流阻抗測試37-40
• 3.6.4 倍率性能測試40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 非化學計量比摻雜Mg的LiMg_xV_3O_8的制備及其電化學性能42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 LiMg_xV_3O_8（x=0.5%、1%、3%、5%）的制備42-43
• 4.3 X射線衍射（XRD）分析43-44
• 4.4 形貌表征44-45
• 4.5 電化學性能測試45-52
• 4.5.1 循環(huán)伏安（CV）測試45-47
• 4.5.2 充放電測試47-49
• 4.5.3 交流阻抗測試49-51
• 4.5.4 倍率性能測試51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 Li_(1+2x)V_(3-x)Fe_xO_8的制備及其電化學性能53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 Li_(1+2x)V_(3-x)Fe_xO_8（x=5%、10%、15%）的制備53
• 5.3 X射線衍射分析53-55
• 5.4 形貌表征55
• 5.5 電化學性能測試55-63
• 5.5.1 充放電測試55-59
• 5.5.2 循環(huán)伏安（CV）測試59-60
• 5.5.3 交流阻抗測試60-62
• 5.5.4 倍率性能測試62-63
• 5.6 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 導(dǎo)師簡介71-72
• 作者簡介72-73
• 學位論文數(shù)據(jù)集73

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