钒氧化物/沥青基炭复合材料的制备及储锂性能研究

发布时间：2021-02-15 08:22

　　锂离子二次电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长和安全环保等优点,被广泛地应用在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中,但储能设备的日益大型化对锂离子二次电池的性能提出了更高的要求。钒氧化物具有理论容量高、储量丰富等优点受到了研究者的广泛关注,但其单独作为锂离子电池电极材料时低的导电率及充电过程中较大的体积膨胀都极大的限制了其广泛应用。科研工作者通常对其进行碳包覆改性来提高其电化学性能,沥青中碳含量高达90%,炭化后是一种优良的碳源,沥青碳的引入一方面可以提高复合材料的导电性,另一方面还可以有效缓解抑制其充电过程中的体积膨胀。本文制备了钒氧化物/沥青基炭复合材料,并对其作为锂离子电池正负极材料的电化学性能进行表征,主要研究内容如下:（1）以五氧化二钒和煤焦油中温沥青为原料,采用悬浮法制备了V₂O₅/沥青球形复合材料前驱体,经过不熔化、炭化处理成功制备了V₂O₃/沥青基球形复合材料。结果表明:将V₂O₃/沥青基球形复合材料作为锂离子电池负极材料,在电流密度为... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子二次电池的结构及工作原理
        1.2.2 锂离子二次电池的优势
        1.2.3 锂离子二次电池的电极材料
    1.3 煤焦油沥青
        1.3.1 煤焦油沥青组成
        1.3.2 煤沥青的应用
    1.4 钒氧化物
2O₃">        1.4.1 V₂O3

        1.4.2 VO₂

        1.4.3 V₂O₅

    1.5 课题背景和主要研究内容
        1.5.1 课题背景
        1.5.2 主要研究内容
        1.5.3 创新点
2.实验仪器和实验方法
    2.1 药品和试剂
    2.2 仪器和设备
    2.3 样品结构和形貌表征
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 X射线粉末衍射
        2.3.3 热重分析
        2.3.4 拉曼光谱
        2.3.5 傅里叶红外光谱
        2.3.6 氮气吸脱附测试
        2.3.7 X射线光电子能谱
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 电极片的制作
        2.4.2 锂离子电池的组装
        2.4.3 恒流充放电测试
        2.4.4 循环伏安法测试
        2.4.5 交流阻抗法测试
2O₃/沥青基球形复合材料的研究">3.V₂O₃/沥青基球形复合材料的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
2O₅/沥青球形复合材料的制备">        3.2.1 V₂O₅/沥青球形复合材料的制备
2O₃/沥青基球形复合材料的制备">        3.2.2 V₂O₃/沥青基球形复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构与形貌表征
        3.3.2 电化学性能分析
            3.3.2.1 循环伏安分析
            3.3.2.2 充放电测试
    3.4 本章小结
2O₃/沥青纳米复合材料的研究">4.V₂O₃/沥青纳米复合材料的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 水溶性沥青的制备
2O₃/沥青纳米复合材料的制备">        4.2.2 V₂O₃/沥青纳米复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构与形貌表征
            4.3.1.1 红外光谱分析
            4.3.1.2 XRD分析
            4.3.2.3 SEM分析
            4.3.2.4 XPS分析
            4.3.2.5 Raman分析
            4.3.2.6 热重分析
        4.3.2 电化学性能分析
            4.3.2.1 充放电测试结果分析
            4.3.2.2 动力学分析
            4.3.2.3 交流阻抗分析
    4.4 本章小结
2O₅/沥青碳复合材料的研究">5.V₂O₅/沥青碳复合材料的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 五氧化二钒纳米棒的制备
        5.2.2 五氧化二钒微米球的制备
        5.2.3 碳包覆五氧化二钒复合材料的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 结构与形貌表征
            5.3.1.1 SEM分析
            5.3.1.2 XRD分析
            5.3.1.3 Raman分析
        5.3.2 电化学性能分析
            5.3.2.1 充放电测试结果分析
            5.3.2.2 循环伏安分析
    5.4 本章小结
6.结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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[3]MgO模板法制备沥青基多孔碳材料及其气体吸附性能研究[J]. 朴海燕,朴秀進,孟龙月.  材料导报. 2015(S2)
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[6]X射线粉末衍射仪的测试及使用[J]. 胡丽华,张勇,唐娟,朱健,周弟.  化学工程师. 2012(01)
[7]扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用[J]. 朱琳.  吉林化工学院学报. 2007(02)
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博士论文
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硕士论文
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[2]沥青基多孔炭的结构调控与电化学性能研究[D]. 马源.天津工业大学 2016
[3]煤沥青基泡沫炭的结构控制及其复合增强[D]. 张洪刚.华东理工大学 2014
[4]水溶性沥青基多孔炭的制备及其在双电层电容器中的应用[D]. 张翠.天津大学 2013
[5]泡沫炭的结构控制及其应用探索[D]. 张翠翠.华东理工大学 2011



本文编号：3034516

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