制备工艺对纳米Fe 2 SiO 4 /C结构及电化学性能的影响

发布时间：2021-10-25 13:02

　　橄榄石型硅酸亚铁（Fe₂SiO₄）作为锂离子电池负极材料,理论比容量为526mAh/g,远高于石墨比容量。球磨溶剂和原料对材料结构、性能有较大的影响,分别改变球磨溶剂、碳源和铁源,研究其对Fe₂SiO₄的结构组成、微观形貌、电化学性能的影响,探索出制备优秀硅酸亚铁负极材料的工艺条件。借助X射线粉末衍射分析（XRD）分析晶体结构、扫描电子显微镜（SEM）观察微观形貌,利用恒流充放电法、循环伏安法和交流阻抗法测定材料的电化学性能。不同球磨溶剂（去离子水、乙醇和二者3:7比例混合的混合液）下湿法球磨混合草酸亚铁、气相纳米二氧化硅、柠檬酸铵,然后高温煅烧制备Fe₂SiO₄/C纳米复合材料,三种复合材料分别简称为:FS/C-W、FS/C-E和FS/C-M。XRD表明三种材料均为橄榄石型Fe₂SiO₄晶体结构;SEM表明FS/C-M是由粒径为30⁷5nm的纳米颗粒组成,且分散较均匀。纳米颗粒粒径小,缩短... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的发展历程
        1.2.2 锂离子电池构成
    1.3 锂离子电池工作原理
    1.4 锂离子电池负极材料研究进展
        1.4.1 碳基材料
        1.4.2 氮化物
        1.4.3 钛基材料
        1.4.4 过渡金属氧化物
        1.4.5 合金材料
    1.5 金属硅酸盐电极材料概述
    1.6 本论文的研究意义与内容
第2章 实验仪器与方法
    2.1 实验所用的试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征测试仪器与方法
        2.2.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)
        2.2.2 X射线粉末衍射分析(XRD)
        2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
    2.3 锂离子电池制备及组装
        2.3.1 极片的制备
        2.3.2 电池组装
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 恒流充放电测试
        2.4.2 循环伏安测试(CV)
        2.4.3 交流阻抗(EIS)
第3章 球磨溶剂对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料结构与储锂性能的影响
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的制备
        3.2.2 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的结构表征
        3.2.3 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的电化学性能表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 不同溶剂制备的Fe_2SiO_4/C电极材料的结构与形貌表征
        3.3.2 不同溶剂制备的Fe_2SiO_4/C电极材料的电化学性能分析
    3.4 本章小结
第4章 碳源对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料结构与储锂性能的影响
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的制备
        4.2.2 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的结构表征
        4.2.3 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的电化学性能表征
    4.3 实验结果及讨论
        4.3.1 碳源对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料结构与形貌的影响
        4.3.2 碳源对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料电化学性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 铁源对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料结构与储锂性能的影响
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的制备
        5.2.2 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的结构表征
        5.2.3 Fe_2SiO_4/C纳米复合材料的电化学性能表征
    5.3 实验结果及讨论
        5.3.1 铁源对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料结构与形貌的影响
        5.3.2 铁源对Fe_2SiO_4/C纳米复合材料电化学性能的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位论文期间所发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池负极材料的制备及应用进展[J]. 严旭明,冯光炷,黄雪.  化工新型材料. 2019(07)
[2]基于不同共溶剂体系对于高电压正极材料LiCoPO4的形貌控制[J]. 柯剑煌,谢凯,韩喻,孙巍巍,罗世强,刘锦锋.  无机材料学报. 2019(06)
[3]锂离子电池硅基负极材料的研究进展[J]. 潘雨默,牛峥,陈祥祯,唐佳易,孙迎辉,王海波,赵亮.  电池工业. 2019(02)
[4]锂离子纽扣电池的组装及性能测试实验设计[J]. 盛英卓,苏庆,张振兴.  高校实验室工作研究. 2018(03)
[5]高安全性锂离子电池电解液[J]. 沈旻,蒋志敏,李南,陈慧闯,董经博,马国强.  储能科学与技术. 2018(06)
[6]锂离子电池负极材料研究进展[J]. 李春晓.  新材料产业. 2017(09)
[7]锂离子电池隔膜的工艺及性能研究[J]. 张春娥,田伟,金肖克,申晓,祝成炎.  现代纺织技术. 2017(04)
[8]铁源对锂离子电池Li2FeSiO4@C正极材料的结构和电化学性能影响[J]. 张庆堂,刘浪浪,闫超.  化工新型材料. 2017(06)
[9]锂离子电池电解液用含氟类添加剂的研究进展[J]. 邵俊华,孔东波.  电池. 2017(02)
[10]Nanostructured energy materials for electrochemical energy conversion and storage: A review[J]. Xueqiang Zhang,Xinbing Cheng,Qiang Zhang.  Journal of Energy Chemistry. 2016(06)



本文编号：3457457