碳纳米材料掺杂锂离子动力电池复合电极材料的研究
发布时间：2023-10-13 20:25
锂离子电池作为一种化学电源的能源形式,具有工作电压高、能量密度大、重量轻、体积小、安全性好、绿色环保等优点,已成为新型高能绿色电池中的佼佼者,更是纯电动车和混合电动汽车领域应用最为成熟的动力电源,特别随着新能源汽车产业的迅速崛起,对其电池在长续航、快充放、高安全、长寿命等性能指标提出了更高的要求,因此研究和开发性能更优异的新型锂离子电池的电极材料是其发展的重要方向之一。本文选择锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸铁锂(LiFePO4)作为研究对象,通过一系列实验和测试对其制备和改性进行了研究:具有“零应变材料”的Li4Ti5O12在锂离子脱嵌过程中结构几乎没有变化,稳定性极强、且充放电平台平稳,具有十分优异的电化学可逆性和循环稳定性,以其作为负极材料制备的锂离子电池安全性好,绿色环保。但这种电池只有在较低倍率的放电条件下才能发挥其材料的性能优势,无法满足大功率设备的动力要求,且纯Li4Ti
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 锂离子电池的诞生及发展
1.1.2 锂离子电池的结构及原理
1.1.3 动力型锂离子电池的研究发展
1.1.4 锂离子电池电解质、粘结剂及隔膜材料概述
1.1.5 锂离子电池正极材料概述
1.1.6 锂离子电池负极材料概述
1.2 Li4Ti5O12负极材料研究进展
1.2.1 Li4Ti5O12材料晶体结构和特性
1.2.2 Li4Ti5O12材料的制备方法
1.2.3 Li4Ti5O12材料的改性研究
1.2.4 Li4Ti5O12材料在锂离子动力电池中的应用
1.3 LiFePO4正极材料研究进展
1.3.1 LiFePO4材料晶体结构特性与电化学反应机理
1.3.2 LiFePO4材料的制备方法
1.3.3 LiFePO4材料的改性研究
1.3.4 LiFePO4材料在锂离子动力电池中的应用
1.4 石墨烯的研究现状
1.4.1 石墨烯的特性
1.4.2 石墨烯的制备方法
1.4.3 石墨烯用于锂离子电池材料的研究现状
1.5 论文研究目的及主要研究内容
1.5.1 本论文的目的和意义
1.5.2 本论文的研究内容
第二章 掺杂碳纳米管和石墨烯的钛酸锂复合电极材料的制备及电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验原料、仪器设备与测试方法
2.2.1 实验材料和试剂
2.2.2 实验仪器设备
2.2.3 材料的表征
2.2.4 材料的电化学性能测试
2.3 实验
2.3.1 高温固相法制备Li4Ti5O12材料
2.3.2 微波法制备Li4Ti5O12材料
2.3.3 球磨法制备Li4Ti5O12/CNT复合电极材料
2.3.4 Hummers法制备石墨烯
2.3.5 微波法制备Li4Ti5O12/CNT/Graphene复合电极材料
2.3.6 电池的组装
2.4 结果与分析
2.4.1 高温固相法与微波法制备Li4Ti5O12材料的比较分析
2.4.2 不同比例的掺杂量对Li4Ti5O12/CNT复合电极材料的影响
2.4.3 不同温度对Li4Ti5O12/CNT复合电极材料的影响
2.4.4 Li4Ti5O12/CNT/Graphene复合电极材料的性能研究
2.5 本章小结
第三章 掺杂碳纳米管和石墨烯的磷酸铁锂复合电极材料的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验原料、仪器设备及测试方法
3.2.1 实验材料和试剂
3.2.2 实验仪器设备
3.2.3 材料的表征
3.2.4 材料的电化学性能测试
3.3 实验
3.3.1 高能球磨法制备LiFePO4/CNT复合电极材料
3.3.2 水热法制备LiFePO4/CNT复合电极材料
3.3.3 水热法制备LiFePO4/CNT/Graphene复合电极材料
3.3.4 电池的组装
3.4 结果与分析
3.4.1 高能球磨法和水热法制备的LiFePO4/CNT复合电极材料比较分析
3.4.2 不同比例的碳纳米管掺杂量对LiFePO4/CNT复合电极材料的影响
3.4.3 LiFePO4/CNT/Graphene复合电极材料的性能分析
3.5 本章小结
全文结论
参考文献
攻读学位期间发表的文章
致谢
本文编号：3853712
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 锂离子电池的诞生及发展
1.1.2 锂离子电池的结构及原理
1.1.3 动力型锂离子电池的研究发展
1.1.4 锂离子电池电解质、粘结剂及隔膜材料概述
1.1.5 锂离子电池正极材料概述
1.1.6 锂离子电池负极材料概述
1.2 Li4Ti5O12负极材料研究进展
1.2.1 Li4Ti5O12材料晶体结构和特性
1.2.2 Li4Ti5O12材料的制备方法
1.2.3 Li4Ti5O12材料的改性研究
1.2.4 Li4Ti5O12材料在锂离子动力电池中的应用
1.3 LiFePO4正极材料研究进展
1.3.1 LiFePO4材料晶体结构特性与电化学反应机理
1.3.2 LiFePO4材料的制备方法
1.3.3 LiFePO4材料的改性研究
1.3.4 LiFePO4材料在锂离子动力电池中的应用
1.4 石墨烯的研究现状
1.4.1 石墨烯的特性
1.4.2 石墨烯的制备方法
1.4.3 石墨烯用于锂离子电池材料的研究现状
1.5 论文研究目的及主要研究内容
1.5.1 本论文的目的和意义
1.5.2 本论文的研究内容
第二章 掺杂碳纳米管和石墨烯的钛酸锂复合电极材料的制备及电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验原料、仪器设备与测试方法
2.2.1 实验材料和试剂
2.2.2 实验仪器设备
2.2.3 材料的表征
2.2.4 材料的电化学性能测试
2.3 实验
2.3.1 高温固相法制备Li4Ti5O12材料
2.3.2 微波法制备Li4Ti5O12材料
2.3.3 球磨法制备Li4Ti5O12/CNT复合电极材料
2.3.4 Hummers法制备石墨烯
2.3.5 微波法制备Li4Ti5O12/CNT/Graphene复合电极材料
2.3.6 电池的组装
2.4 结果与分析
2.4.1 高温固相法与微波法制备Li4Ti5O12材料的比较分析
2.4.2 不同比例的掺杂量对Li4Ti5O12/CNT复合电极材料的影响
2.4.3 不同温度对Li4Ti5O12/CNT复合电极材料的影响
2.4.4 Li4Ti5O12/CNT/Graphene复合电极材料的性能研究
2.5 本章小结
第三章 掺杂碳纳米管和石墨烯的磷酸铁锂复合电极材料的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验原料、仪器设备及测试方法
3.2.1 实验材料和试剂
3.2.2 实验仪器设备
3.2.3 材料的表征
3.2.4 材料的电化学性能测试
3.3 实验
3.3.1 高能球磨法制备LiFePO4/CNT复合电极材料
3.3.2 水热法制备LiFePO4/CNT复合电极材料
3.3.3 水热法制备LiFePO4/CNT/Graphene复合电极材料
3.3.4 电池的组装
3.4 结果与分析
3.4.1 高能球磨法和水热法制备的LiFePO4/CNT复合电极材料比较分析
3.4.2 不同比例的碳纳米管掺杂量对LiFePO4/CNT复合电极材料的影响
3.4.3 LiFePO4/CNT/Graphene复合电极材料的性能分析
3.5 本章小结
全文结论
参考文献
攻读学位期间发表的文章
致谢
本文编号：3853712
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3853712.html
