碳包覆四氧化三铁及钒酸铁复合纳米材料的制备及储锂性能研究

发布时间：2021-11-28 05:42

　　近年来,随着科技的不断发展和社会的不断进步,能源问题逐渐成为人们日益关注的问题。锂离子电池作为一种新型的便携式储能设备,由于其突出的电化学性能,已在电动汽车、便携式电子产品等多个领域得到应用。目前已经实现广泛商业化应用的石墨负极材料比容量较低(372 mAh g^-1),安全性较差,无法满足日益增长的能源需求。而过渡金属氧化物作为负极材料由于具有比容量高、资源丰富等优势,受到了科学家的广泛关注。但过渡金属氧化物在充放电过程中存在巨大的体积变化,严重影响电池的循环性能,且导电率较低,因此尚未投入大规模应用。本文以氧化铁和钒酸铁两种过渡金属氧化物为主要研究对象,使用溶剂热法,通过调整材料的微观纳米结构,并采用原位聚合法使之与多巴胺进行复合,煅烧后得到碳修饰的氧化铁及钒酸铁的复合材料,将其作为负极材料,对其储锂性能进行了系统的研究。本文主要内容如下:（1）采用微波辅助溶剂热法,制备Fe₃O₄纳米团簇,以多巴胺作为碳源,采用原位聚合法对Fe₃O₄团簇进行包覆,通过后续煅烧得到氮掺杂碳包覆... 

【文章来源】：烟台大学山东省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池结构图

电解液一般为锂盐（LiClO4、LiPF6、LiAsF6等）的EC）、碳酸丁烯酯（BC）、碳酸二甲酯（DMC）等）。在中，在外加电场的作用下，在电池的内部形成了电势差，在子大量脱出进入到有机电解液中，穿过隔膜后嵌入负极材料料处于贫锂态。与此相反，在锂离子电池的放电过程中，锂到有机电解液中，穿过隔膜后重新嵌入到正极材料里，此时在充放电反应进行的过程中，外电路也会随着电池内部的电而形成一个完整的回路。以常见的商业化电池为例，即正极，其电极与电池之间的反应方程式可表示如下：应：LiCoO2 Li1-xCoO2+ xLi++ xe-应：6C + xLi++ xe- LixC6应：LiCoO2+ 6C Li1-xCoO2+ LixC6

图 1.3 尖晶石结构图Figure 1.3 Spinel structure diagram研究意义的各种负极材料中，转换机制的过渡金属氧化是，这种材料的导电性能较差，且在多次充放电极粉化和脱落，严重影响了循环稳定性。为分级的微纳米结构来缓冲体积变化，提高循环有研究者使用金属或碳对材料表面进行修饰来和结构粉化，修饰层能够避免电极与有机电解必要的副反应，对循环稳定性的提升起到一定和倍率性能上依然有提升的空间。本文选取 主要研究对象，其不仅比容量高，资源丰富，

【参考文献】：
期刊论文
[1]四氧化三铁纳米团簇的表面修饰及生物毒性研究[J]. 杨筱筱,刘文宝,张潇予,柳瑞翠,刘子全,刘言周,姜付义.  人工晶体学报. 2016(02)
[2]水热法人工晶体生长的原理及应用[J]. 刘菊.  天津化工. 2010(05)
[3]锂离子电池材料的研究现状[J]. 赵灵智,汝强.  广州化工. 2009(04)

博士论文
[1]锂离子电池正极材料的制备及其性能研究[D]. 刘全兵.华南理工大学 2012



本文编号：3523820