MOF材料的制备及其在锂离子电池中的应用研究

发布时间：2022-10-19 10:58

　　金属有机框架（MOFs）作为一类有机-无机多孔材料,是由金属阳离子和有机配体之间通过强的化学键形成。MOFs材料不仅直接可以作为正极材料、负极材料及电解质用于锂离子电池中,还可以在高温惰性条件下碳化作为自我牺牲模板提供形貌和导电性好的多孔碳材料。这种MOF碳可以直接作为电极材料也可以作为碳包覆层去修饰其他材料。主要内容如下:一、我们用一种简单绿色的方法,将MOFs材料碳化用以提高Si O负极材料在锂离子电池中的电化学性能,通过XRD、SEM、TEM和EDS测试分析结果表明这种复合材料是由ZIF（Zn,Co）碳均匀包覆在Si O颗粒组成的。Si O@C复合材料具有较好的循环性,循环500次之后容量保持率为46.8%。而且,Si O@C复合材料也具有较优越的倍率性能:在电流密度为2 A g-1下循环,Si O@C复合材料容量仍有~171 m Ah g-1,而同样的电流密度下球磨Si O的容量只有87 m Ah g-1。当电流密度恢复到100 m A g-1,Si O@C复合材料为~460 m Ah g-1,并且接下来容量保持很稳定。与机械球磨的Si O相比,Si O@C复合材料性能明显增强... 

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 锂离子电池发展史与现状
        1.1.1 锂离子电池发展史
        1.1.2 锂离子电池发展现状
    1.2 锂离子电池的结构和工作原理
        1.2.1 锂离子电池存在的问题
    1.3 锂离子电池材料概述
        1.3.1 锂离子电池正极材料
            1.3.1.1 钴酸锂(LCO)
            1.3.1.2 锰酸锂(LMO)
            1.3.1.3 镍酸锂(Li Ni O2)
            1.3.1.4 镍钴锰(NCM)
            1.3.1.5 磷酸铁锂(LFP)
        1.3.2 电解液和隔膜
            1.3.2.1 电解液
            1.3.2.2 隔膜
        1.3.3 锂离子电池负极材料
            1.3.3.1 石墨
            1.3.3.2 无定形碳
            1.3.3.3 锡基材料
            1.3.3.4 硅基材料
    1.4 MOFs材料概述
        1.4.1 MOFs材料简介
        1.4.2 MOFs材料在锂离子电池中的研究进展
        1.4.3 MOFs衍生多孔碳在锂离子电池中的应用
    1.5 本论文主要内容及意义
2 材料理化性能的表征
    2.1 物理性质表征
        2.1.1 扫描电子显微镜
        2.1.2 透射电子显微镜
        2.1.3 氮气吸脱附实验
        2.1.4 热重差热分析
        2.1.5 X射线粉末衍射
    2.2 电极制作
    2.3 电池组装
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 测试电池为纽扣电池
        2.4.2 电池容量、循环性能及倍率性
        2.4.3 交流阻抗测试
3 MOF碳/一氧化硅复合材料的制备及在锂离子电池中的应用研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验药品
        3.2.3 材料的制备
        3.2.4 材料的表征
    3.3 结果与讨论
    3.4 小结
4 MOF材料—[Cu2(BIPA-TC)(DMA)2]n在锂离子电池中的应用研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 实验药品
        4.2.3 材料的制备
        4.2.4 材料的表征
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
5 总结
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的制备及性能研究[J]. 刘艳丽,黄瑞安,刘山,姚耀春,方海升,杨斌,戴永年.  功能材料. 2013(11)
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[3]锂离子电池聚烯烃隔膜安全性能的探讨[J]. 黄锦娴,吴耀根,廖凯明,张伟.  塑料制造. 2009(03)
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博士论文
[1]高性能锂离子电池聚合物电解质的制备及研究[D]. 朱玉松.复旦大学 2013

硕士论文
[1]硅基复合锂离子电池负极材料的制备与电化学性能研究[D]. 李晓歌.河南大学 2014
[2]球状Co3O4-低维碳复合材料的制备及其锂离子电池负极性能研究[D]. 曹建国.湖南大学 2013
[3]选择性降低烟草中几种苯并[a]芘前体化合物的研究[D]. 郑奇.昆明理工大学 2013
[4]锂离子电池负极材料Si/C复合材料的制备及性能研究[D]. 张元春.吉林大学 2013
[5]水热法制备磷酸铁锂及改性研究[D]. 杜炳林.长沙理工大学 2013
[6]高容量动力锂离子电池正极材料的合成和改性研究[D]. 叶艳艳.江南大学 2013
[7]Al3+掺杂富锂层状正极材料Li[Co0.3Li0.23Mn0.47]O2的制备与性质研究[D]. 崔新然.吉林大学 2012
[8]富铁空心微珠为基的稀土掺杂磁性复合材料的制备与研究[D]. 王春霞.大连交通大学 2011



本文编号：3693239