锂离子电池Al-Cu-Fe合金负极材料的研究

发布时间：2018-01-15 11:23

  本文关键词：锂离子电池Al-Cu-Fe合金负极材料的研究　出处：《天津理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 锂离子电池 AlCuFe准晶材料 负极材料 机械合金化

【摘要】：目前,为了满足人们对新能源的需要,高容量的锂离子电池被广泛的研究。Al容易与锂形成合金,其中Al4Li9合金的理论容量最高为2233mAhg-1。本文探索研究了锂离子电池AlCuFe合金负极材料的储锂性能。通过机械合金化方法初步进行了制备AlCuFe合金的尝试,对得到的合金进行了性能测试。对于AlCuFe晶态合金,我们选择了成分为Al7Cu2Fe和Al73Cu5Fe22。通过真空熔炼得到铸态材料,并对铸态材料进行热处理和机械球磨处理。结果表明热处理后Al7Cu2Fe的储锂性能降低了,热处理后的Al73Cu5Fe22放电比容量最高达87mAhg-1。铝含量多的晶态合金材料储锂容量高。对于AlCuFe准晶合金,成分为Al63Cu25Fe12和Al64Cu23.5Fe12.5,通过真空熔炼得到铸态材料,并对铸态材料进行热处理和机械球磨处理。结果表明800℃热处理后Al64Cu23.5Fe12.5准晶放电比容量可以达到177mAhg-1,是热处理前放电比容量的2倍,且比热处理后的Al63Cu25Fe12材料放电比容量增加了75mAhg-1。热处理工艺可以改善准晶态合金的储锂性能。准晶材料与晶体材料相比,800℃热处理Al64Cu23.5Fe12.5准晶储锂容量最高,循环性能最好。单次循环电压-容量曲线中都没有出现充放电平台。准晶结构可以存储更多的锂离子,储锂性能更高。机械合金化处理可以提高金属硅的储锂性能。以元素粉末为原料,采用机械合金化法制备AlCuFe合金材料。确定制备工艺:球磨罐中粉末质量为5g,加入1.5g丙酮,转速为500r/min,球磨20h,在球磨过程中没有出现粘壁现象,但是也没有形成合金。将球磨时间增加到100h,球磨产物没有形成合金。
[Abstract]:At present, in order to meet the needs of new energy, high-capacity lithium-ion batteries are widely studied.Al easily with lithium alloy formation, the theoretical capacity of Al4Li9 alloy is the highest lithium storage performance of 2233mAhg-1. was studied in this paper to explore AlCuFe alloy anode materials for lithium ion batteries. By mechanical alloying method has been carried out to prepare AlCuFe alloy, the alloy was tested. The AlCuFe amorphous alloy, we chose the composition of Al7Cu2Fe and Al73Cu5Fe22. obtained by vacuum smelting casting materials, and cast materials for heat treatment and mechanical milling processing. The results show that after heat treatment the lithium storage performance of Al7Cu2Fe decreased the thermal discharge, Al73Cu5Fe22 after the treatment capacity of up to amorphous alloy material lithium storage capacity of 87mAhg-1. aluminum content is high. The AlCuFe quasicrystal alloy composition is Al63Cu25Fe12 and Al64Cu23.5Fe. 12.5, obtained by vacuum smelting cast materials, and cast materials for heat treatment and mechanical milling processing. The results show that the temperature of 800 DEG C after heat treatment of Al64Cu23.5Fe12.5 quasicrystal discharge capacity can reach 177mAhg-1, is more than 2 times before heat treatment and discharge capacity of the Al63Cu25Fe12 material and the heat treatment after discharge specific capacity increased 75mAhg-1. treatment can improve the lithium storage performance of quasi amorphous alloy. Compared to Quasicrystal and crystal materials, 800 degrees of heat treatment of Al64Cu23.5Fe12.5 quasicrystal lithium storage capacity is highest, the best cycle performance. Single cycle voltage capacity curve did not appear. The charge discharge platform can store more quasicrystal structure lithium ion, lithium storage performance higher. Mechanical alloying treatment can improve the lithium storage performance of silicon metal. The powder as raw materials for preparing AlCuFe alloy by mechanical alloying method. To determine the preparation process of ball milling The quality of the powder in the tank is 5g, 1.5g acetone is added, the rotational speed is 500r/min, ball milling 20h does not appear sticky phenomenon during ball milling, but no alloy is formed. When milling time is increased to 100h, ball milling products do not form alloy.

【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM912

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵健,杨维芝,赵佳明;锂离子电池的应用开发[J];电池工业;2000年01期

2 ;如何正确使用锂离子电池[J];电子科技;2000年09期

3 ;我国第一条现代化锂离子电池生产线在潍坊建成投产[J];电池工业;2001年01期

4 陈洪超;李相东;;锂离子电池原理、研究现状与应用前景[J];军事通信技术;2001年01期

5 ;新型锂离子电池[J];炭素技术;2002年03期

6 朱晓军;;全球最薄锂离子电池[J];家庭电子;2002年03期

7 启明;高容量锂离子电池负极[J];金属功能材料;2003年01期

8 杨捷;锂离子电池的特点与使用[J];现代电视技术;2003年05期

9 周园 ,韩金铎;锂离子电池:机遇与挑战共存——参加“锂离子电池与电动车”研讨会有感[J];盐湖研究;2003年02期

10 石保庆;锂离子电池的必测项目——电池平台[J];中国无线电管理;2003年01期

相关会议论文 前10条

1 许名飞;郭永兴;李新海;吴显明;;锂离子电池气胀问题探析[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

2 王宏伟;邓爽;肖海清;王超;杨宗辉;施亚申;;锂离子电池误使用的安全检测与分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年

3 刘勇;盘毅;谢凯;芦伟;;锂离子电池的存储性能研究[A];第30届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2013年

4 张俊乾;;锂离子电池中的扩散应力和破坏[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 康慨;戴受惠;万玉华;王树安;;我国锂离子电池的研究与发展[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

6 张千玉;马晓华;;二甲苯用作锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

7 张千玉;马晓华;;新型锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

8 朱静;于申军;陈志奎;何显能;周永超;李贺;;水分对锂离子电池性能的影响研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

9 崔少华;杨晓民;;圆型锂离子电池渗液不良分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）[C];2009年

10 李琳琳;王斌;吴宇平;T.van Ree;;甲基苯基二-(甲氧二乙基)硅烷用作锂离子电池功能性添加剂的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 李壮;新国标9月实施锂电池门槛加高[N];中国高新技术产业导报;2005年

2 刘碧玛;动力锂离子电池要抓住发展机遇[N];科技日报;2007年

3 记者　陈颖;深圳锂电产量已占全国六成[N];深圳特区报;2006年

4 实习记者 徐恒邋记者 诸玲珍;锂离子电池安全受关注 新材料研究是热点[N];中国电子报;2008年

5 徐恒 诸玲珍;锂离子电池安全备受关注[N];中国有色金属报;2008年

6 李燕京;锂离子电池国标年内将出台[N];中国消费者报;2008年

7 本报记者 冯健;动力锂离子电池：安全性制约应用[N];中国电子报;2009年

8 新材料在线首席研究员 李国强;锂离子电池产业:中日韩三分天下[N];中国电子报;2004年

9 金信;全国最大的锂离子电池生产基地在津建成[N];中国机电日报;2002年

10 黄新培;业内专家对生产企业提出三点建议[N];中国机电日报;2002年

相关博士学位论文 前10条

1 刘金龙;锂离子电池高性能富锂锰基正极材料的研究[D];复旦大学;2014年

2 刘玉荣;锰基混合型金属氧化物孪生微纳结构的制备、形成机理与储锂性能[D];山东大学;2015年

3 易金;锂离子电池钒基负极材料的研究[D];复旦大学;2014年

4 张千玉;绿色能源材料钛酸锂的改性及其回收再利用的研究[D];复旦大学;2014年

5 袁庆丰;锂离子电池硅基复合负极材料和电池安全性的研究[D];华南理工大学;2015年

6 明海;高容量或高倍率锂离子电池材料的合成与相应全电池的组装研究[D];苏州大学;2015年

7 杨智博;高性能锂离子电池硅/锗电极的设计与制备[D];兰州大学;2015年

8 董汉成;卫星电源电池健康状态诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 张涛;废弃锂离子电池破碎及富钴产物浮选的基础研究[D];中国矿业大学;2015年

10 张立强;锂离子电池多物理模型参数辨识及健康特征提取[D];哈尔滨工业大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 张涛;失效锂离子电池破碎特性研究[D];华东交通大学;2011年

2 马宇宏;锂离子电池热安全性研究[D];电子科技大学;2013年

3 王会军;过渡金属氧化物和过渡金属硫化物作为锂离子电池负极材料的研究[D];西南大学;2015年

4 任婉;锂离子电池镍—锰二元正极材料的研究[D];华南理工大学;2015年

5 李娟;锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备与研究[D];广东工业大学;2012年

6 玄哲文;微纳结构MnO_2及CuO的制备及作为锂离子电池负极的性能研究[D];云南民族大学;2015年

7 邢程程;原位生长FeS纳米结构薄膜及其在锂离子电池中的应用[D];浙江大学;2015年

8 白钢印;锂离子电池高电压正极材料镍猛酸锂的合成与改性研究[D];昆明理工大学;2015年

9 宋赢;锂离子电池二氧化钛负极材料掺杂改性及电化学行为研究[D];辽宁大学;2015年

10 安平;聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究[D];陕西科技大学;2015年

，

本文编号：1428093