石油瀝青基鋰電負極材料的制備及其儲鋰特性研究
發(fā)布時間：2021-11-19 12:46
石油瀝青是由原油蒸餾后的殘渣加工制成,因含有較高的芳香分子化合物,成為制備很多優(yōu)質(zhì)碳材料的前驅(qū)體。本文以石油瀝青為碳源,制備了石油瀝青基中間相碳微球（MCMB）、硅碳納米片（Si/CNS）及中間相碳微球/硅/石油瀝青基無定形碳（MCMB/Si/C）3種鋰電用負極材料,并對其儲鋰特性進行了研究與分析。對于石油瀝青基MCMB,在溫度410℃,壓力1 MPa及聚合時間4 h下得到產(chǎn)率為5.32%的MCMB,并考察了碳化及石墨化后MCMB的儲鋰特性。結(jié)果表明:碳化后的MCMB呈現(xiàn)明顯的無定型碳材料特征,其ID/IG為0.48;石墨化后,MCMB碳層之間變成有序排列,其ID/IG為0.21,結(jié)晶度為85.0%。當(dāng)用于鋰電負極材料時,碳化及石墨化后的MCMB在電流密度為50 mA g-1下的首次充放電比容量分別為455/347（庫倫效率76.3%）及409/321 mAh g-1（庫倫效率78.5%）,且兩者都具有非常好的循環(huán)穩(wěn)定性。對于Si/CNS,以易于回收的Na...
【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
鋰離子全電池工作原理示意圖
在科研探索過程中，初始階段為了評價一個材料電化學(xué)特性好壞時，一般不會直接制備出與之對應(yīng)的電極材料，而是選擇以純的金屬鋰片作為對應(yīng)電極去探究材料的儲鋰特性。例如，需要評價一種負極材料的儲鋰特性時，通常將待研究的活性物質(zhì)涂覆到銅箔集流體上，作為電池的正極材料，以鋰片為對應(yīng)的電極材料，這樣組成的電池稱作鋰離子半電池，其實物照片及工作原理如圖 1.2 所示。鋰離子半電池的電化學(xué)反應(yīng)方程與全電池的類似如下(其中 Z 為待測電極)：負極反應(yīng)：+ xLi xLi+xe正極反應(yīng)：xZ +xLi+xe ZLi+ 總的反應(yīng)：xZ +xLi ZLi
導(dǎo)電性低(<10-3S/cm，25 ℃)，并且伴有非常大的體積效應(yīng)(>300%)[49,50]。由圖1.4 微米級硅負極的充放電特性曲線可以看出，微米硅的首次不可逆容量非常大，且循環(huán)穩(wěn)定性差，10 圈循環(huán)之后其可逆比容量已經(jīng)變得很微小，說明單一的硅材料無法直接用于鋰離子電池負極材料中[51]。為了改善 Si 基材料用于鋰電負極
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池電解液標(biāo)準解讀[J]. 陳仕謀,秦虎,劉敏. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2018(06)
[2]Research progress on silicon/carbon composite anode materials for lithium-ion battery[J]. Xiaohui Shen,Zhanyuan Tian,Ruijuan Fan,Le Shao,Dapeng Zhang,Guolin Cao,Liang Kou,Yangzhi Bai. Journal of Energy Chemistry. 2018(04)
[3]鋰離子電池負極材料研究進展[J]. 李春曉. 新材料產(chǎn)業(yè). 2017(09)
[4]鋰離子電池Si/MCMB復(fù)合負極材料的制備及其性能[J]. 楊曉武,楊蕊. 陜西科技大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[5]鋰離子電池電解液研究進展[J]. 唐子威,侯旭,裴波,郭向峰,胡旦. 船電技術(shù). 2017(06)
[6]石墨烯材料的儲鋰行為及其潛在應(yīng)用[J]. 聞雷,劉成名,宋仁升,羅洪澤,石穎,李峰,成會明. 化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[7]石墨烯的制備及其在鋰電池負極材料中的應(yīng)用[J]. 李方芳,趙靈智. 電源技術(shù). 2013(06)
[8]石油瀝青基納米碳球的制備及其電化學(xué)性能研究[J]. 潘海玲,李麗,劉江華,賈殿贈. 化學(xué)學(xué)報. 2013(05)
[9]鋰離子電池SnSb/MCMB核殼結(jié)構(gòu)負極材料嵌鋰性能研究[J]. 李娟,汝強,孫大偉,張貝貝,胡社軍,侯賢華. 物理學(xué)報. 2013(09)
[10]低溫氧化-還原法制備石墨烯負極材料[J]. 楊娟,羅西希,王松燦,周向陽. 電池. 2012(05)
碩士論文
[1]高容量鋰離子電池SiO/C復(fù)合負極材料的制備及性能研究[D]. 夏文明.華南理工大學(xué) 2017
本文編號：3505070
【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
鋰離子全電池工作原理示意圖
在科研探索過程中，初始階段為了評價一個材料電化學(xué)特性好壞時，一般不會直接制備出與之對應(yīng)的電極材料，而是選擇以純的金屬鋰片作為對應(yīng)電極去探究材料的儲鋰特性。例如，需要評價一種負極材料的儲鋰特性時，通常將待研究的活性物質(zhì)涂覆到銅箔集流體上，作為電池的正極材料，以鋰片為對應(yīng)的電極材料，這樣組成的電池稱作鋰離子半電池，其實物照片及工作原理如圖 1.2 所示。鋰離子半電池的電化學(xué)反應(yīng)方程與全電池的類似如下(其中 Z 為待測電極)：負極反應(yīng)：+ xLi xLi+xe正極反應(yīng)：xZ +xLi+xe ZLi+ 總的反應(yīng)：xZ +xLi ZLi
導(dǎo)電性低(<10-3S/cm，25 ℃)，并且伴有非常大的體積效應(yīng)(>300%)[49,50]。由圖1.4 微米級硅負極的充放電特性曲線可以看出，微米硅的首次不可逆容量非常大，且循環(huán)穩(wěn)定性差，10 圈循環(huán)之后其可逆比容量已經(jīng)變得很微小，說明單一的硅材料無法直接用于鋰離子電池負極材料中[51]。為了改善 Si 基材料用于鋰電負極
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋰離子電池電解液標(biāo)準解讀[J]. 陳仕謀,秦虎,劉敏. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2018(06)
[2]Research progress on silicon/carbon composite anode materials for lithium-ion battery[J]. Xiaohui Shen,Zhanyuan Tian,Ruijuan Fan,Le Shao,Dapeng Zhang,Guolin Cao,Liang Kou,Yangzhi Bai. Journal of Energy Chemistry. 2018(04)
[3]鋰離子電池負極材料研究進展[J]. 李春曉. 新材料產(chǎn)業(yè). 2017(09)
[4]鋰離子電池Si/MCMB復(fù)合負極材料的制備及其性能[J]. 楊曉武,楊蕊. 陜西科技大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[5]鋰離子電池電解液研究進展[J]. 唐子威,侯旭,裴波,郭向峰,胡旦. 船電技術(shù). 2017(06)
[6]石墨烯材料的儲鋰行為及其潛在應(yīng)用[J]. 聞雷,劉成名,宋仁升,羅洪澤,石穎,李峰,成會明. 化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[7]石墨烯的制備及其在鋰電池負極材料中的應(yīng)用[J]. 李方芳,趙靈智. 電源技術(shù). 2013(06)
[8]石油瀝青基納米碳球的制備及其電化學(xué)性能研究[J]. 潘海玲,李麗,劉江華,賈殿贈. 化學(xué)學(xué)報. 2013(05)
[9]鋰離子電池SnSb/MCMB核殼結(jié)構(gòu)負極材料嵌鋰性能研究[J]. 李娟,汝強,孫大偉,張貝貝,胡社軍,侯賢華. 物理學(xué)報. 2013(09)
[10]低溫氧化-還原法制備石墨烯負極材料[J]. 楊娟,羅西希,王松燦,周向陽. 電池. 2012(05)
碩士論文
[1]高容量鋰離子電池SiO/C復(fù)合負極材料的制備及性能研究[D]. 夏文明.華南理工大學(xué) 2017
本文編號：3505070
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