锂离子电池正极材料LiFePO 4 /石墨烯的制备与性能研究

发布时间：2021-10-22 11:25

　　本文在EtOH/H₂O混合溶剂体系中,以油酸为表面活性剂制备了橄榄石型结构的LiFePO₄锂离子电池正极材料,通过球磨方法向LiFePO₄样品中添加石墨烯（GR）制备LiFePO₄/GR复合电极材料,研究了GR的用量和球磨时间等因素对电极材料结构和性能的影响规律。采用X射线衍射技术（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对电极材料微观结构进行表征;采用恒电流充放电技术、交流阻抗法（EIS）和循环伏安法（CV）对电极材料进行了电化学性能测试。微观结构分析结果表明:在以EtOH/H₂O为混合溶剂体系制备的LiFePO₄均为橄榄石型结构。油酸作为表面活性剂可调控LiFePO₄的晶胞参数,有效抑制LiFePO₄团聚。其中,油酸添加量为3%合成的样品颗粒尺寸均匀,粒径约为200 nm。通过球磨方法添加石墨烯（GR）,可进一步细化颗粒尺寸,实验结果表明,在GR添加量为5%,球磨时间为60 min的工艺条... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简述
        1.2.1 锂离子电池的发展历程
        1.2.2 锂二次电池结构及充放电过程
    1.3 锂离子电池的正极材料
    1.4 LiFePO_4锂离子电池正极材料
        1.4.1 LiFePO_4研究概述
        1.4.2 LiFePO_4的结构及工作原理
        1.4.3 LiFePO_4的合成方法
        1.4.4 LiFePO_4的改性方法
    1.5 研究内容及方法
第2章 实验部分
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验内容
        2.2.1 样品的制备
        2.2.2 样品的表征
        2.2.3 样品的电化学性能测试
        2.2.4 样品的动力学性能测试
    2.3 本章小结
第3章 溶剂热法制备LiFePO_4电极材料
    3.1 EtOH/H_2O比例对LiFePO_4结构和性能的影响
        3.1.1 LiFePO_4电极材料的XRD分析
        3.1.2 LiFePO_4电极材料的TEM分析
        3.1.3 LiFePO_4电极材料的循环性能分析
    3.2 表面活性剂油酸对合成LiFePO_4的影响
        3.2.1 LiFePO_4电极材料的XRD分析
        3.2.2 LiFePO_4电极材料的SEM分析
        3.2.3 LiFePO_4电极材料的循环性能分析
        3.2.4 LiFePO_4电极材料的倍率性能分析
        3.2.5 LiFePO_4电极材料的交流阻抗分析
        3.2.6 LiFePO_4电极材料的循环伏安分析
    3.3 本章小结
第4章 LiFePO_4/GR电极材料的制备
    4.1 GR的添加对LiFePO_4结构和性能的影响
        4.1.1 LiFePO_4/GR电极材料的XRD分析
        4.1.2 LiFePO_4/GR电极材料的TEM分析
        4.1.3 LiFePO_4/GR电极材料的循环性能分析
        4.1.4 LiFePO_4/GR电极材料的倍率性能分析
        4.1.5 LiFePO_4/GR电极材料的交流阻抗分析
        4.1.6 LiFePO_4/GR电极材料的循环伏安分析
    4.2 球磨时间对制备LiFePO_4/GR样品性能的影响
        4.2.1 LiFePO_4/GR（GR=5%）电极材料的XRD分析
        4.2.2 LiFePO_4/GR（GR=5%）电极材料的TEM分析
        4.2.3 LiFePO_4/GR（GR=5%）电极材料的循环性能分析
        4.2.4 LiFePO_4/GR（GR=5%）电极材料的倍率性能分析
        4.2.5 LiFePO_4/GR电极材料的交流阻抗分析
        4.2.6 LiFePO_4/GR电极材料的循环伏安分析
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料进展[J]. 明博,韩虹羽.  化工生产与技术. 2012(04)
[2]氧化石墨制备温度对石墨烯结构及其锂离子电池性能的影响[J]. 黄乐旭,陈远富,李萍剑,黄然,贺加瑞,王泽高,郝昕,刘竞博,张万里,李言荣.  物理学报. 2012(15)
[3]锂离子电池Li1.08Fe（PO4）1.08/C正极材料制备与电化学性能[J]. 胡传跃,郭军,彭秧锡.  电源技术. 2012(07)
[4]镱掺杂LiFePO4/C正极材料结构和电化学性能[J]. 张秋明,乔玉卿,赵敏寿,王立民.  中国稀土学报. 2012(01)
[5]稀土Sm掺杂LiFePO4/C正极材料的结构和电化学性能[J]. 张秋明,乔玉卿,赵敏寿,王立民.  无机化学学报. 2012(01)
[6]用于锂离子电池的石墨烯材料——储能特性及前景展望[J]. 智林杰,方岩,康飞宇.  新型炭材料. 2011(01)
[7]碳包覆磷酸铁锂的微波合成及电化学性能研究[J]. 童孟良,王湘平.  电源技术. 2010(01)
[8]溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料LiFePO4/C[J]. 彭文修,高海燕,孙均利,王庆红,杜红梅,焦丽芳,袁华堂.  南开大学学报(自然科学版). 2009(06)
[9]Nd3+掺杂对LiFePO4结构及电化学性能的改善[J]. 张丽,赵敏寿,王丹丹,沙鸥,邓瑞平,孟健.  无机化学学报. 2009(10)
[10]镁离子掺杂对磷酸铁锂结构和性能的影响[J]. 张培新,文衍宣,刘剑洪,许启明,任祥忠,张黔玲.  功能材料. 2006(12)



本文编号：3451004