一维核壳结构LiFePO 4 /C复合材料的合成与电化学性能的研究
发布时间：2021-10-01 22:21
能量转换和存储的关键在于新材料进步和发展,而这两者都是解决目前全球变暖和化石燃料短缺的重要手段。在21世纪的重大挑战其中一个无疑是能量转化与储存的问题。锂离子电池由于它们的高电动势和高能量密度作为一种有效的能量转化的工具,而得到广泛的关注。本文采用Fe C2O4、H3PO4、Li Ac·2H2O和和生物纤维碳源为原料,根据选材本身的纤维特点通过蒸发自组装的方法控制合成一维核壳结构的Li Fe PO4/C复合材料。并对我们合成的一维核壳结构的Li Fe PO4/C采用X衍射分析（XRD）,SEM,TEM,TG等测试方法对样品的形貌结构进行分析比较,另外针对材料的电化学性能,我们组装成扣式电池采用恒电流充放电测试,循环伏安特性测试以及交流阻抗测试对样品的电化学性能进行表征。在实验中,通过对煅烧条件的探索,确定了磷酸铁锂的最佳煅烧条件为700℃和15小时。本文中探索了分别探索了棉絮、柳絮和PVA含量在合成一维核壳结构的Li Fe PO4复合材料的积极作用。通过调节纤维碳材料的含量,确定了合成一维核壳结构的活性物质最合适的纤维用量。在棉絮作为碳源的实验中,随着棉絮含量的增加,材料的电化学性能有...
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂电池工作原理示意图
图 1-2 层状结构钴酸锂的晶体结构图. 1-2 Schematic diagram of crystal structure of the LiC在目前已经用来作为商业化锂离子电池正极十分有限，且价格高昂并有毒性，同时材料性都较差，当电池过度充放电可能会引起电问题 ，因此需要研究出性能更好地替代材 274 mAh·g-1,但是由于其自身充放电特点，可逆容量仅为理论容量的一半，约为 140 m池在循环过程中发生充放电不可逆性变化。正极 LiCoO2随着 Li+的脱出而处于脱锂状态以在放电时一部分脱出去的锂不能嵌回。当面就形成了 CoO2层，CoO2能够催化电解液耗。此外，随着结构中锂离子的过度脱出，成整个结构坍塌。一般采用高温固相法合成匀，烧结能耗大，合成周期长等。目前的改
图 1-3 层状结构镍酸锂的晶体结构图Figure 1-3 Schematic diagram of crystal structure of the LiNiO2iNiO2的原料成本比 LiCoO2更低，能量密度也更高，但是排布特点可以看出，结构的规整性远远差于钴酸锂，因此O2的稳定性相对于 LiCoO2要差一些。同时由于 LiNiO2的难度远远高于其他材料，从而限制了镍酸锂的发展和使性研究通过在 LiNiO2结构中掺杂钴元素来提高晶体结晶中的平面上位置，释放出锂离子在晶体中嵌入/脱出的通交换效率，通过钴元素掺杂改性结合了镍的低成本和钴加优异的复合材料。n2O4结构的 LiMn2O4作为锂离子电池活性材料具有广阔是市酸锂为 Fd3m 空间群，是面心立方体系[39]，氧原子构成面
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料的研究现状与发展趋势[J]. 汤雁,刘攀,徐友龙. 电子元件与材料. 2014(08)
[2]锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 邹邦坤,丁楚雄,陈春华. 中国科学:化学. 2014(07)
[3]Li1+xNi0.166Co0.166Mn0.667O2.175+x/2正极材料的喷雾干燥法合成及电化学性能[J]. 黄果,杨顺毅,雷钢铁,黄友元,岳敏,胡社军,任建国,侯贤华. 中国有色金属学报. 2014(03)
[4]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟. 电源技术. 2013(06)
[5]共沉淀法制备锂电池三元正极材料浅析[J]. 张正国,欧昌洪,康慧芬,闵越,张静,龚波林. 化工管理. 2012(S1)
[6]锂离子电池正极材料技术进展[J]. 孙玉城. 无机盐工业. 2012(04)
[7]改进的碳热还原法合成LiFePO4/C材料[J]. 尹艳红,李少玉,闫琳琳,张会双,杨书廷. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(03)
[8]电动汽车磷酸铁锂动力电池技术的发展[J]. 于京诺,王强,陈炜. 汽车电器. 2011(10)
[9]我国可再生能源发展现状和前景展望[J]. 韩芳. 可再生能源. 2010(04)
[10]全要素能源效率与环境污染关系研究[J]. 李国璋,江金荣,周彩云. 中国人口·资源与环境. 2010(04)
本文编号：3417442
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂电池工作原理示意图
图 1-2 层状结构钴酸锂的晶体结构图. 1-2 Schematic diagram of crystal structure of the LiC在目前已经用来作为商业化锂离子电池正极十分有限，且价格高昂并有毒性，同时材料性都较差，当电池过度充放电可能会引起电问题 ，因此需要研究出性能更好地替代材 274 mAh·g-1,但是由于其自身充放电特点，可逆容量仅为理论容量的一半，约为 140 m池在循环过程中发生充放电不可逆性变化。正极 LiCoO2随着 Li+的脱出而处于脱锂状态以在放电时一部分脱出去的锂不能嵌回。当面就形成了 CoO2层，CoO2能够催化电解液耗。此外，随着结构中锂离子的过度脱出，成整个结构坍塌。一般采用高温固相法合成匀，烧结能耗大，合成周期长等。目前的改
图 1-3 层状结构镍酸锂的晶体结构图Figure 1-3 Schematic diagram of crystal structure of the LiNiO2iNiO2的原料成本比 LiCoO2更低，能量密度也更高，但是排布特点可以看出，结构的规整性远远差于钴酸锂，因此O2的稳定性相对于 LiCoO2要差一些。同时由于 LiNiO2的难度远远高于其他材料，从而限制了镍酸锂的发展和使性研究通过在 LiNiO2结构中掺杂钴元素来提高晶体结晶中的平面上位置，释放出锂离子在晶体中嵌入/脱出的通交换效率，通过钴元素掺杂改性结合了镍的低成本和钴加优异的复合材料。n2O4结构的 LiMn2O4作为锂离子电池活性材料具有广阔是市酸锂为 Fd3m 空间群，是面心立方体系[39]，氧原子构成面
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料的研究现状与发展趋势[J]. 汤雁,刘攀,徐友龙. 电子元件与材料. 2014(08)
[2]锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 邹邦坤,丁楚雄,陈春华. 中国科学:化学. 2014(07)
[3]Li1+xNi0.166Co0.166Mn0.667O2.175+x/2正极材料的喷雾干燥法合成及电化学性能[J]. 黄果,杨顺毅,雷钢铁,黄友元,岳敏,胡社军,任建国,侯贤华. 中国有色金属学报. 2014(03)
[4]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟. 电源技术. 2013(06)
[5]共沉淀法制备锂电池三元正极材料浅析[J]. 张正国,欧昌洪,康慧芬,闵越,张静,龚波林. 化工管理. 2012(S1)
[6]锂离子电池正极材料技术进展[J]. 孙玉城. 无机盐工业. 2012(04)
[7]改进的碳热还原法合成LiFePO4/C材料[J]. 尹艳红,李少玉,闫琳琳,张会双,杨书廷. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(03)
[8]电动汽车磷酸铁锂动力电池技术的发展[J]. 于京诺,王强,陈炜. 汽车电器. 2011(10)
[9]我国可再生能源发展现状和前景展望[J]. 韩芳. 可再生能源. 2010(04)
[10]全要素能源效率与环境污染关系研究[J]. 李国璋,江金荣,周彩云. 中国人口·资源与环境. 2010(04)
本文编号：3417442
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