發(fā)布時(shí)間：2022-07-11 13:26

　　LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂三元正極材料具有較高的比容量和能量密度,是當(dāng)前市場(chǎng)上最受歡迎的正極活性材料之一。鋁箔是傳統(tǒng)的鋰離子電池正極集流體,三元正極材料的集流體當(dāng)然也是鋁箔。集流體擔(dān)當(dāng)著收集和導(dǎo)出電流的功能,對(duì)電池的性能有著舉足輕重的作用。然而鋁箔密度大、比重高,而且也沒(méi)有其它額外的功能,因此對(duì)集流體的研究具有積極的意義。碳納米管是一種兼具強(qiáng)度和韌性的導(dǎo)電性?xún)?yōu)異的小密度納米碳材料。石墨化處理后,碳管的結(jié)晶度、石墨化度和純度都得到極大的改善。以紙纖維為基本骨架,復(fù)合碳納米管制備成碳納米管柔性導(dǎo)電纖維紙,不僅導(dǎo)電性能優(yōu)良,而且具有柔性的特征。此外碳納米管柔性導(dǎo)電纖維紙微觀表面凹凸不平、內(nèi)部孔隙豐富,與其它材料的親附性能極佳,同時(shí)也可以吸收存儲(chǔ)電解液,對(duì)極片的涂覆效果和內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)都有極大的改善。本文結(jié)合碳納米管柔性導(dǎo)電纖維紙的特點(diǎn),以其代替鋁箔作為三元正極材料的集流體,碳納米管（CNTs）為導(dǎo)電劑,研究了二種集流體電池的電化學(xué)性能表現(xiàn)。與此同時(shí),還進(jìn)行了碳納米管石墨化處理、碳納米管柔性導(dǎo)電纖... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1課題背景及意義
    1.2 鋰離子電池概述
        1.2.1 鋰離子電池的工作原理
        1.2.2 鋰離子電池在新能源中的優(yōu)勢(shì)
    1.3 三元材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 三元材料的結(jié)構(gòu)分析
        1.3.2 三元材料的合成方法
        1.3.3 三元材料的優(yōu)缺點(diǎn)
    1.4 碳納米管（CNT）介紹
        1.4.1 CNT的起源和制備
        1.4.2 CNT的特點(diǎn)
        1.4.3 CNT在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.4.4 CNT在三元材料中的應(yīng)用及目前的研究進(jìn)展
        1.4.5 本課題研究的目的和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
    2.3 材料的理化性能及結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）分析
        2.3.2 投射電子顯微鏡（TEM）分析
        2.3.3 熱重-熱差分析（TGA）
        2.3.4 X衍射分析（XRD）
        2.3.5 拉曼分析（Raman）
    2.4 電極制備和電池組裝
    2.5 碳納米管柔性導(dǎo)電纖維紙的制備
        2.5.1 碳納米管的預(yù)處理
        2.5.2 碳納米管柔性導(dǎo)電纖維紙集流體制備
    2.6 電池的電化學(xué)性能測(cè)試
        2.6.1 充放電性能測(cè)試
        2.6.2 電化學(xué)阻抗譜（EIS）測(cè)試
第三章 石墨化處理對(duì)碳納米管性能的影響
    3.1 CNTs石墨化工藝過(guò)程
    3.2 CNTs石墨化工藝的表征
        3.2.1 CNTs石墨化處理的SEM表征
        3.2.2 CNTs石墨化處理的TEM表征
        3.2.3 CNTs石墨化處理的XRD表征
        3.2.4 CNTs石墨化處理的Raman圖譜表征
        3.2.5 CNTs石墨化處理的TGA圖譜表征
    3.3 本章小結(jié)
第四章 碳納米管含量對(duì)三元材料的影響
    4.1 實(shí)驗(yàn)原理
    4.2實(shí)驗(yàn)步驟
        4.2.1 極片的制備
        4.2.2 電池的組裝
        4.2.3 電池的測(cè)試
    4.3 材料的表征
        4.3.1 碳納米管含量對(duì)電池電化學(xué)性能影響的SEM分析
        4.3.2 碳納米管含量對(duì)電池電化學(xué)性能影響的XRD分析
        4.3.3 碳納米管含量對(duì)電池電化學(xué)性能影響的充放電性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 不同導(dǎo)電劑對(duì)三元材料的電化學(xué)性能影響
    5.1 實(shí)驗(yàn)原理
    5.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.2.1 極片的制備
        5.2.2 電池的組裝
        5.2.3 電池的測(cè)試
    5.3 實(shí)驗(yàn)表征
        5.3.1 不同導(dǎo)電劑電極的SEM分析
        5.3.2 不同導(dǎo)電劑電極的XRD分析
        5.3.3 不同導(dǎo)電劑電極的電池電化學(xué)性能分析
    5.4 小結(jié)
第六章 不同集流體對(duì)三元材料的電化學(xué)性能影響
    6.1 實(shí)驗(yàn)原理
    6.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        6.2.1 極片的制備
        6.2.2 電池的組裝
        6.2.3 電池的測(cè)試
    6.3 實(shí)驗(yàn)表征
        6.3.1 集流體結(jié)構(gòu)形貌、性能表征
        6.3.2 不同集流體電極的SEM分析
        6.3.3 不同集流體電極的電池電化學(xué)性能分析
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合碳納米管紙制備及作為鋰離子電池負(fù)極的研究[J]. 吳小勇,孫曉剛,聶艷艷,龐志鵬,劉珍紅.  人工晶體學(xué)報(bào). 2015(10)
[2]負(fù)極集流體為CNT導(dǎo)電紙的鋰離子電池及其性能[J]. 劉珍紅,孫曉剛,吳小勇,龐志鵬,聶艷艷,岳立福.  人工晶體學(xué)報(bào). 2015(07)
[3]納米管協(xié)同碳納米管導(dǎo)電紙對(duì)石墨負(fù)極性能的影響[J]. 吳小勇,孫曉剛,龐志鵬,岳立福,劉珍紅.  材料導(dǎo)報(bào). 2015(12)
[4]柔性碳納米管復(fù)合導(dǎo)電紙的制備及其在鋅錳紙電池中的應(yīng)用[J]. 吳小勇,孫曉剛,龐志鵬,付琦,程曉圓.  人工晶體學(xué)報(bào). 2015(05)
[5]葡萄糖對(duì)溶膠凝膠法制備Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2正極材料性能的影響[J]. 王力臻,徐勇,方華,高海麗.  無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]碳納米管導(dǎo)電紙的制備及改性研究[J]. 龐志鵬,孫曉剛,程曉圓,吳小勇,付琦,聶艷艷,岳立福.  功能材料. 2015(07)
[7]碳納米管導(dǎo)電紙制備及其電磁屏蔽性能研究[J]. 龐志鵬,孫曉剛,程曉圓,曹宏輝,吳小勇,付琦.  人工晶體學(xué)報(bào). 2014(10)
[8]LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低溫性能及動(dòng)力學(xué)分析[J]. 李光胤,黃震雷,張占軍,周恒輝.  中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2014(07)
[9]Al2O3包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的結(jié)構(gòu)和性能[J]. 王海濤,段小剛,仇衛(wèi)華.  電池. 2014(02)
[10]全球鋰電池市場(chǎng)狀況和應(yīng)用發(fā)展綜述[J]. 王福鸞,杜軍,裴金海.  電源技術(shù). 2014(03)

碩士論文
[1]鋰離子電池正極材料球形LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2的制備及表面包覆改性研究[D]. 譚欣欣.中南大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3658246