以废旧锌锰干电池为锰源MnO 2 基复合负极材料的制备及其性能研究
发布时间：2024-02-19 10:01
锌锰干电池广泛应用于低能耗设备中,但锌锰干电池不可充电、寿命很短,会导致产生大量的电子垃圾。废弃的锌锰干电池被焚烧或填埋处理后,会导致地下水、土壤和大气的污染。因此,回收废旧锌锰干电池不仅减少了危险废弃物的产生,保护环境,而且还实现了资源的二次利用。本文对废旧锌锰干电池采用湿法回收技术进行处理,回收制备了高纯度MnCO3。锂离子电池因其具有高能量密度、优异的循环性能和较长的使用寿命而受到极大关注,并且广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等。本文在回收废旧锌锰干电池制备高纯度MnCO3的基础上,将MnCO3作为制备锂离子电池负极材料的原材料,使用水热合成法制备了MnO2-MoO3和MnO2-Ni O负极材料,并对复合材料的化学组成、微观结构以及电化学性能进行详细研究。合成的MnO2-MoO3和MnO2-NiO复合材料具有优异的循环性能、倍率性能和高比容量。MnO2-MoO3复合材料在100 mA·g-1的电流密度下的初始放电比容量为2333.1 mAh·g-1,循环50次后,放电比容量仍高达908.8 mAh·g-1,即使在500 mA·g
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 电池的发展现状
1.2 锌锰干电池介绍
1.2.1 锌锰干电池的基本结构
1.2.2 锌锰干电池的工作原理
1.3 回收锌锰干电池的现状及意义
1.4 回收锌锰干电池的方法
1.4.1 干法回收
1.4.2 湿法回收
1.4.3 干湿结合回收
1.5 锂离子电池介绍
1.5.1 锂离子电池的发展历程
1.5.2 锂离子电池的基本结构
1.5.3 锂离子电池的工作原理
1.6 锂离子电池正极材料的研究进展
1.7 锂离子电池负极材料的研究进展
1.7.1 碳负极材料
1.7.2 硅基负极材料
1.7.3 锗基负极材料
1.7.4 锡基负极材料
1.7.5 过渡金属氧化物负极
1.8 MnO2-MoO3和MnO2-NiO复合材料的优势
1.8.1 MnO2-MoO3 复合材料的优势
1.8.2 MnO2-NiO复合材料的优势
1.9 本论文的创新点与研究内容
1.9.1 本论文的创新点
1.9.2 本论文的研究内容
第2章 实验方案
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 化学试剂
2.1.2 实验仪器和设备
2.2 锌锰干电池的预处理
2.3 回收锌锰干电池制备MnCO3
2.4 水热法制备锂离子电池负极材料
2.4.1 制备MnO2-MoO3 复合材料
2.4.2 制备MnO2-NiO复合材料
2.5 材料表征
2.5.1 X射线衍射分析(XRD)
2.5.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.5.3 扫描电镜分析(SEM)
2.6 半电池组装与电化学测试
2.6.1 半电池的组装
2.6.2 电化学测试
第3章 废旧锌锰电池处理结果及分析
3.1 人工拆分锌锰干电池所得物质组成
3.2 MnCO3的最佳回收条件探究
3.3 回收产物MnCO3的XRD分析
3.4 本章小结
第4章 MnO2-MoO3 复合材料的性能研究
4.1 材料表征
4.1.1 MnO2-MoO3 复合材料的XRD分析
4.1.2 MnO2-MoO3 复合材料的XPS分析
4.1.3 MnO2-MoO3 复合材料的SEM分析
4.2 电化学性能测试
4.2.1 合成材料的充放电测试
4.2.2 合成材料的倍率性能测试
4.2.3 MnO2-MoO3 复合材料的CV测试
4.2.4 合成材料的EIS测试及电导率测试
4.3 MnO2-MoO3 电极在嵌锂/脱锂过程发生的电化学反应
4.4 本章小结
第5章 MnO2-NiO复合材料的性能研究
5.1 材料表征
5.1.1 MnO2-NiO复合材料的XRD分析
5.1.2 MnO2-NiO复合材料的XPS分析
5.1.3 MnO2-NiO复合材料的SEM分析
5.2 电化学性能测试
5.2.1 合成材料的充放电测试
5.2.2 合成材料的倍率性能测试
5.2.3 MnO2-NiO复合材料的CV测试
5.2.4 合成材料的EIS测试及电导率测试
5.3 MnO2-NiO电极在嵌锂/脱锂过程发生的电化学反应
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 实验结论
6.2 展望与建议
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
本文编号：3902514
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 电池的发展现状
1.2 锌锰干电池介绍
1.2.1 锌锰干电池的基本结构
1.2.2 锌锰干电池的工作原理
1.3 回收锌锰干电池的现状及意义
1.4 回收锌锰干电池的方法
1.4.1 干法回收
1.4.2 湿法回收
1.4.3 干湿结合回收
1.5 锂离子电池介绍
1.5.1 锂离子电池的发展历程
1.5.2 锂离子电池的基本结构
1.5.3 锂离子电池的工作原理
1.6 锂离子电池正极材料的研究进展
1.7 锂离子电池负极材料的研究进展
1.7.1 碳负极材料
1.7.2 硅基负极材料
1.7.3 锗基负极材料
1.7.4 锡基负极材料
1.7.5 过渡金属氧化物负极
1.8 MnO2-MoO3和MnO2-NiO复合材料的优势
1.8.1 MnO2-MoO3 复合材料的优势
1.8.2 MnO2-NiO复合材料的优势
1.9 本论文的创新点与研究内容
1.9.1 本论文的创新点
1.9.2 本论文的研究内容
第2章 实验方案
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 化学试剂
2.1.2 实验仪器和设备
2.2 锌锰干电池的预处理
2.3 回收锌锰干电池制备MnCO3
2.4.1 制备MnO2-MoO3 复合材料
2.4.2 制备MnO2-NiO复合材料
2.5 材料表征
2.5.1 X射线衍射分析(XRD)
2.5.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.5.3 扫描电镜分析(SEM)
2.6 半电池组装与电化学测试
2.6.1 半电池的组装
2.6.2 电化学测试
第3章 废旧锌锰电池处理结果及分析
3.1 人工拆分锌锰干电池所得物质组成
3.2 MnCO3的最佳回收条件探究
3.3 回收产物MnCO3的XRD分析
3.4 本章小结
第4章 MnO2-MoO3 复合材料的性能研究
4.1 材料表征
4.1.1 MnO2-MoO3 复合材料的XRD分析
4.1.2 MnO2-MoO3 复合材料的XPS分析
4.1.3 MnO2-MoO3 复合材料的SEM分析
4.2 电化学性能测试
4.2.1 合成材料的充放电测试
4.2.2 合成材料的倍率性能测试
4.2.3 MnO2-MoO3 复合材料的CV测试
4.2.4 合成材料的EIS测试及电导率测试
4.3 MnO2-MoO3 电极在嵌锂/脱锂过程发生的电化学反应
4.4 本章小结
第5章 MnO2-NiO复合材料的性能研究
5.1 材料表征
5.1.1 MnO2-NiO复合材料的XRD分析
5.1.2 MnO2-NiO复合材料的XPS分析
5.1.3 MnO2-NiO复合材料的SEM分析
5.2 电化学性能测试
5.2.1 合成材料的充放电测试
5.2.2 合成材料的倍率性能测试
5.2.3 MnO2-NiO复合材料的CV测试
5.2.4 合成材料的EIS测试及电导率测试
5.3 MnO2-NiO电极在嵌锂/脱锂过程发生的电化学反应
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 实验结论
6.2 展望与建议
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
本文编号：3902514
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3902514.html
