锂氟化碳一次电池的改性研究
发布时间：2024-10-05 04:25
锂氟化碳电池是理论质量能量密度最高的一次电池,高达2160 Wh/Kg。锂氟化碳一次电池具有电压平台稳定、能适应于各种温度下放电、自放电率小、使用寿命长等特点。然而,氟化碳材料中由于氟碳键具有强的共价性,导致氟化碳材料的导电性差,同时氟化碳的表面能低、电解质的渗透性差等一系列问题,使得氟化碳作为正极材料时,电池极化现象严重,倍率性能差,容易产生电压延迟等问题,难以满足高倍率大电流放电等特殊场合的要求。本论文针对上述问题通过采用对氟化碳材料进行正极极片组成的优化、表面包覆等手段以提高电池的倍率性能,减小其电压延迟。正极极片组成优化方面,选择三种不同导电添加剂Super P、科琴黑、碳纳米管(CNTs)分别与氟化碳混合制作电池正极极片,通过优化最佳正极活性物质、导电剂、粘结剂的混合比例,得到最佳正极极片组成:活性物质、导电剂、粘结剂质量比为85:5:10。在此基础上,在氟化碳表面包覆碳和二氧化锰的混合物,二氧化锰起到活性物质的作用,有效缓解了锂氟化碳正极材料的电压延迟问题;但是由于葡萄糖高温分解产生的碳导电性差,导致电池的容量难以发挥,在接下来的研究中选择高导电性的碳纳米管(CNTs)与氟化...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 氟化碳正极材料简介
1.3 锂/氟化碳电池简介
1.3.1 锂/氟化碳电池工作原理
1.3.2 氟化碳的制备方法
1.3.3 锂/氟化碳电池的实际应用
1.4 锂氟化碳电池的研究现状
1.4.1 正极研究进展
1.4.2 电解液研究进展
1.4.3 集流体研究进展
1.4.4 金属锂负极研究进展
1.5 本文主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 电极制作及电池组装
2.2.1 正极极片物质混料方法
2.2.2 电池的组装与性能测试
2.3 实验所用到表征测试方法
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电镜
2.3.3 X射线能谱分析
2.3.4 热重分析和差热分析
2.3.5 恒流放电测试
2.3.6 交流阻抗测试
第3章 氟化碳材料的改性及电化学性能研究
3.1 未改性氟化碳材料的表征
3.1.1 氟化碳的SEM测试
3.1.2 氟化碳的XRD测试
3.1.3 氟化碳的热重分析
3.1.4 氟化碳的BET测试
3.2 不同导电剂对电池放电影响
3.3 不同正极混料比例对电池放电影响
3.4 CF_x/C/MnO_2材料制备及电化学性能研究
3.4.1 基于不同碳源CF_x@C的制备
3.4.2 CF_x@C材料的表征
3.4.3 CF_x/C/MnO_2的制备及电化学测试
3.5 CF_x/MnO2/CNTs复合材料的制备及电化学性能研究
3.5.1 MnO_2/CNTs的制备
3.5.2 CF_x/MnO_2/CNTs复合材料的制备
3.5.3 CF_x/MnO_2/CNTs复合材料结构及形貌表征
3.5.4 CF_x/MnO_2/CNTs电化学测试
3.6 磷酸铁锂包覆氟化碳的制备及电化学性能研究
3.6.1 磷酸铁锂包覆氟化碳材料的制备
3.6.2 磷酸铁锂包覆氟化碳的表征
3.6.3 磷酸铁锂包覆氟化碳材料电化学性能分析
3.7 本章小结
第4章 ZnO-MOF@Ni复合电极制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 三维亲锂性复合电极制备方法
4.2.1 ZnO@Ni复合电极制备方法
4.2.2 ZnO-MOF@Ni复合电极制备方法
4.3 ZnO-MOF@Ni复合电极形貌及物性研究
4.4 ZnO-MOF@Ni复合电极电化学性能研究
4.4.1 ZnO-MOF@Ni复合电极的库伦效率
4.4.2 ZnO-MOF@Ni复合电极的成核过电位
4.4.3 ZnO-MOF@Ni复合电极的循环稳定性测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：4007535
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 氟化碳正极材料简介
1.3 锂/氟化碳电池简介
1.3.1 锂/氟化碳电池工作原理
1.3.2 氟化碳的制备方法
1.3.3 锂/氟化碳电池的实际应用
1.4 锂氟化碳电池的研究现状
1.4.1 正极研究进展
1.4.2 电解液研究进展
1.4.3 集流体研究进展
1.4.4 金属锂负极研究进展
1.5 本文主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 电极制作及电池组装
2.2.1 正极极片物质混料方法
2.2.2 电池的组装与性能测试
2.3 实验所用到表征测试方法
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电镜
2.3.3 X射线能谱分析
2.3.4 热重分析和差热分析
2.3.5 恒流放电测试
2.3.6 交流阻抗测试
第3章 氟化碳材料的改性及电化学性能研究
3.1 未改性氟化碳材料的表征
3.1.1 氟化碳的SEM测试
3.1.2 氟化碳的XRD测试
3.1.3 氟化碳的热重分析
3.1.4 氟化碳的BET测试
3.2 不同导电剂对电池放电影响
3.3 不同正极混料比例对电池放电影响
3.4 CF_x/C/MnO_2材料制备及电化学性能研究
3.4.1 基于不同碳源CF_x@C的制备
3.4.2 CF_x@C材料的表征
3.4.3 CF_x/C/MnO_2的制备及电化学测试
3.5 CF_x/MnO2/CNTs复合材料的制备及电化学性能研究
3.5.1 MnO_2/CNTs的制备
3.5.2 CF_x/MnO_2/CNTs复合材料的制备
3.5.3 CF_x/MnO_2/CNTs复合材料结构及形貌表征
3.5.4 CF_x/MnO_2/CNTs电化学测试
3.6 磷酸铁锂包覆氟化碳的制备及电化学性能研究
3.6.1 磷酸铁锂包覆氟化碳材料的制备
3.6.2 磷酸铁锂包覆氟化碳的表征
3.6.3 磷酸铁锂包覆氟化碳材料电化学性能分析
3.7 本章小结
第4章 ZnO-MOF@Ni复合电极制备及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 三维亲锂性复合电极制备方法
4.2.1 ZnO@Ni复合电极制备方法
4.2.2 ZnO-MOF@Ni复合电极制备方法
4.3 ZnO-MOF@Ni复合电极形貌及物性研究
4.4 ZnO-MOF@Ni复合电极电化学性能研究
4.4.1 ZnO-MOF@Ni复合电极的库伦效率
4.4.2 ZnO-MOF@Ni复合电极的成核过电位
4.4.3 ZnO-MOF@Ni复合电极的循环稳定性测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：4007535
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