微/纳多相复合和合金化对高容量负极材料嵌锂行为的调控
发布时间：2022-01-22 02:55
利用清洁能源是减少人们对化石燃料的依赖以及随之产生的环境破坏,实现经济可持续发展的必然选择。虽然人类拥有丰富的可用于发电的清洁二次能源资源,然而电能储存的困难仍然制约了其大规模应用。锂离子电池是目前最有优势的电能存储手段之一,但在其大规模应用,尤其车载应用,仍然面临巨大的挑战。提高锂离子电池负极材料的性能对于提升锂离子电池的储能密度具有重要意义。氧化铁和硅分别是转化反应型负极材料和合金化型负极材料,本文以提升这两类高容量负极材料的电化学性能为研究目标,分别采用普通摆震球磨、等离子球磨、水热反应等手段,对这些材料进行微米/纳米结构调控、多相复合、合金化,旨在获得高可逆循环容量、长循环寿命以及高倍率性能的储锂体系,以期最终满足工业化生产的需求。通过普通摆震式球磨处理,我们合成了一种Fe2O3-C复合材料。球磨可以简便地、高效地破坏原始片状石墨的择优取向,并导致其非晶化。我们研究了球磨时间的影响并发现,石墨在[001]方向的平均尺寸细化至约51-47 nm,Fe2O3的平均尺寸被细化至约32-19 nm。...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
锂离子电池市场规模的总量以及预测（GWh为百万千瓦时）
1991 年，Sony 公司将以石墨作为负极的锂电池重新商业化[7]，并子电池。在随后的二十多年的发展过程中，锂电池的占据的市场份额与-1 所示，现在已经成二次能源市场中主要的产品。锂离子电池的工作原理商用的钴酸锂/石墨电池为例，主要包括四个组成部分：电极材料（包括正解液、集流体和隔膜。其中，集流体负责收集电极材料中的电子传输到外用铝箔和铜箔来做正、负极的集流体。隔膜能够阻隔电子在电池内部传导解液渗透，运输锂离子在正负电极之间往返。正极材料钴酸锂和负极材料材料，锂离子在电势的驱使下在电极材料之中发生嵌入和脱出，并伴随相反应，工作的示意图如图 1-2 所示。充电时，Li+从 LiCoO2正极脱出，通外电路由正极传输到负极。放电的过程则与之相反，锂离子从石墨中脱出
LiCoO2 Li1 CoO2 Li e (1-4)广泛认为通过包覆和掺杂可以使更多锂离子从 LiCoO2中可逆脱验证明包覆了 ZrO2等金属氧化物的 LiCoO2正极材料可以充电稳定性，此时的可逆容量可达 170mAh/g。他们认为，氧化物反应形成了一层薄薄的固溶体层，这层薄膜抑制了 Li1-xCoO21]轴方向的膨胀。Dahn 等[16]通过 in-situ XRD 手段测试了包环过程中的晶格常数。结果显示，尽管晶格产物不会发生变化容量保持率提高了。Wang 等[17]在更高的截止电位（5.2 V）下3的 LiCoO2电极在多次循环后结构的变化。结果表明，包覆发生相变，却可以使这种相变可逆进行。其他比较成功的包覆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Properties of WC-8Co hardmetals with plate-like WC grains prepared by plasma-assisted milling[J]. Wei Wang,Zhong-Chen Lu,Zhi-Hong Chen,Mei-Qin Zeng,Hui Wang,Min Zhu. Rare Metals. 2016(10)
[2]等离子体辅助球磨Si-C复合负极材料及其电化学性能研究[J]. 陈宇龙,胡仁宗,刘辉,孙威,朱敏. 电化学. 2014(01)
本文编号：3601426
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
锂离子电池市场规模的总量以及预测（GWh为百万千瓦时）
1991 年，Sony 公司将以石墨作为负极的锂电池重新商业化[7]，并子电池。在随后的二十多年的发展过程中，锂电池的占据的市场份额与-1 所示，现在已经成二次能源市场中主要的产品。锂离子电池的工作原理商用的钴酸锂/石墨电池为例，主要包括四个组成部分：电极材料（包括正解液、集流体和隔膜。其中，集流体负责收集电极材料中的电子传输到外用铝箔和铜箔来做正、负极的集流体。隔膜能够阻隔电子在电池内部传导解液渗透，运输锂离子在正负电极之间往返。正极材料钴酸锂和负极材料材料，锂离子在电势的驱使下在电极材料之中发生嵌入和脱出，并伴随相反应，工作的示意图如图 1-2 所示。充电时，Li+从 LiCoO2正极脱出，通外电路由正极传输到负极。放电的过程则与之相反，锂离子从石墨中脱出
LiCoO2 Li1 CoO2 Li e (1-4)广泛认为通过包覆和掺杂可以使更多锂离子从 LiCoO2中可逆脱验证明包覆了 ZrO2等金属氧化物的 LiCoO2正极材料可以充电稳定性，此时的可逆容量可达 170mAh/g。他们认为，氧化物反应形成了一层薄薄的固溶体层，这层薄膜抑制了 Li1-xCoO21]轴方向的膨胀。Dahn 等[16]通过 in-situ XRD 手段测试了包环过程中的晶格常数。结果显示，尽管晶格产物不会发生变化容量保持率提高了。Wang 等[17]在更高的截止电位（5.2 V）下3的 LiCoO2电极在多次循环后结构的变化。结果表明，包覆发生相变，却可以使这种相变可逆进行。其他比较成功的包覆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Properties of WC-8Co hardmetals with plate-like WC grains prepared by plasma-assisted milling[J]. Wei Wang,Zhong-Chen Lu,Zhi-Hong Chen,Mei-Qin Zeng,Hui Wang,Min Zhu. Rare Metals. 2016(10)
[2]等离子体辅助球磨Si-C复合负极材料及其电化学性能研究[J]. 陈宇龙,胡仁宗,刘辉,孙威,朱敏. 电化学. 2014(01)
本文编号：3601426
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