LiFePO 4 /C纳米复合材料的设计、合成及其储锂性能研究
发布时间：2023-03-09 20:34
锂离子电池(LIBs)是一类先进的能源存储技术,自问世以来迅速占据了便携式电子产品市场,并成为未来高功率、长寿命电池技术领域(如混合电动车、插式电动车等)最具发展前景的候选电源之一。正极材料是LIBs的核心组成部分,其性能参数在很大程度上影响着电池的容量、输出电压、成本以及安全性能等。近些年来,橄榄石家族Li MPO4(M=Fe,Mn,Co,Ni)作为一类潜在的LIBs正极材料引起了国内外科研学者的广泛关注。其中铁基橄榄石(Li Fe PO4)尤为重要,因其具有成本低、无毒环保、工作电压适宜(3.45 V vs.Li/Li+)、抗过充能力强、热稳定性好、脱嵌锂体积膨胀小(6.8%)等优势,被普遍认为是大型储能LIBs(如电动交通、储电站)的首选正极材料之一。但Li Fe PO4迟缓的电荷转移及Li+离子迁移能力制约了材料在高功率LIBs领域的实际应用。目前,有关Li Fe PO4的改性方式主要集中在纳米化处理、表面碳包覆以及体相元素掺杂方面,其中后者仍存在争议。多方研究证实,将表面碳包覆与纳米化处理相结合设计合成Li Fe PO4/C纳米材料是提升Li Fe PO4倍率性能行之有效的优...
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池的发展史简介
1.3 锂离子电池的组成及原理
1.3.1 锂离子电池的结构组成
1.3.2 锂离子电池的工作原理
1.4 锂离子电池正极材料的研究进展
1.4.1 层状LiMO2(M=Co, Ni, Mn)正极材料
1.4.2 尖晶石型LiM2O4(M=Mn, Ni)正极材料
1.4.3 富锂层状Li(LixM1-x)O2 (M=Mn, Co, Ni) 正极材料
1.4.4 NASICON型Li3V2(PO4)3正极材料
1.4.5 橄榄石型Li FePO4正极材料
1.4.5.1 Li FePO4正极材料的结构与性质
1.4.5.2 Li FePO4正极材料存在的问题及其解决方案
1.5 本论文的选题意义及研究内容
参考文献
第二章 二次电池的理论分析及实验实践
2.1 实验原料与仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的结构表征方法
2.3 材料的电化学测试分析
2.3.1 电极的制备及模拟电池的组装
2.3.2 模拟电池的电化学性能测试
第三章 离子交换法辅助合成LiFePO4/C纳米材料及其储锂性能的研究
3.1 前言
3.2 材料的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 H+/Li+离子交换锂化非晶FePO4·x H2O的可行性分析
3.3.2 FePO4/PANI纳米材料的合成与结构分析
3.3.3 H+/Li+离子交换锂化FePO4/PANI纳米材料的机理分析
3.3.4 LiFePO4/C纳米材料的结构与形貌分析
3.3.5 LiFePO4/C纳米材料的储锂性能分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 原位聚合限制法辅助合成LiFePO4/C纳米材料及其储锂性能的研究
4.1 前言
4.2 材料的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 原位聚合限制法辅助合成Li FePO4/C纳米材料的机理性分析
4.3.2 FePO4/PFA及Li-FePO4/PFA纳米材料的结构与形貌分析
4.3.3 LiFePO4/C纳米材料的结构与形貌分析
4.3.4 LiFePO4/C纳米材料的储锂性能分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 溶剂热辅助合成LiFePO4@C/rGO多级微球及其储锂性能的研究
5.1 前言
5.2 材料的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 氧化石墨烯(GO)的结构与形貌分析
5.3.2 Li FePO4OH@RF/GO多级微球的结构与形貌分析
5.3.3 Li FePO4@C/rGO多级微球的结构与形貌分析
5.3.4 Li FePO4@C/rGO多级微球的储锂性能分析
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3758252
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池的发展史简介
1.3 锂离子电池的组成及原理
1.3.1 锂离子电池的结构组成
1.3.2 锂离子电池的工作原理
1.4 锂离子电池正极材料的研究进展
1.4.1 层状LiMO2(M=Co, Ni, Mn)正极材料
1.4.2 尖晶石型LiM2O4(M=Mn, Ni)正极材料
1.4.3 富锂层状Li(LixM1-x)O2 (M=Mn, Co, Ni) 正极材料
1.4.4 NASICON型Li3V2(PO4)3正极材料
1.4.5 橄榄石型Li FePO4正极材料
1.4.5.1 Li FePO4正极材料的结构与性质
1.4.5.2 Li FePO4正极材料存在的问题及其解决方案
1.5 本论文的选题意义及研究内容
参考文献
第二章 二次电池的理论分析及实验实践
2.1 实验原料与仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的结构表征方法
2.3 材料的电化学测试分析
2.3.1 电极的制备及模拟电池的组装
2.3.2 模拟电池的电化学性能测试
第三章 离子交换法辅助合成LiFePO4/C纳米材料及其储锂性能的研究
3.1 前言
3.2 材料的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 H+/Li+离子交换锂化非晶FePO4·x H2O的可行性分析
3.3.2 FePO4/PANI纳米材料的合成与结构分析
3.3.3 H+/Li+离子交换锂化FePO4/PANI纳米材料的机理分析
3.3.4 LiFePO4/C纳米材料的结构与形貌分析
3.3.5 LiFePO4/C纳米材料的储锂性能分析
3.4 本章小结
参考文献
第四章 原位聚合限制法辅助合成LiFePO4/C纳米材料及其储锂性能的研究
4.1 前言
4.2 材料的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 原位聚合限制法辅助合成Li FePO4/C纳米材料的机理性分析
4.3.2 FePO4/PFA及Li-FePO4/PFA纳米材料的结构与形貌分析
4.3.3 LiFePO4/C纳米材料的结构与形貌分析
4.3.4 LiFePO4/C纳米材料的储锂性能分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 溶剂热辅助合成LiFePO4@C/rGO多级微球及其储锂性能的研究
5.1 前言
5.2 材料的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 氧化石墨烯(GO)的结构与形貌分析
5.3.2 Li FePO4OH@RF/GO多级微球的结构与形貌分析
5.3.3 Li FePO4@C/rGO多级微球的结构与形貌分析
5.3.4 Li FePO4@C/rGO多级微球的储锂性能分析
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3758252
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