过渡金属氧化物负极材料的制备及其储锂性能研究
发布时间：2021-11-04 03:07
世界各国为应对能源危机,环境污染问题做出了诸多努力,投入大量资金开发使用清洁能源,为此,储能装置的开发和利用一直处于热门方向,其中,作为电化学储能装置中最有代表性的锂离子电池,因其可循环寿命长、能量密度高、绿色安全等优点,应用于人们日常生活中的方方面面。跟随锂离子电池使用了近20余年的石墨负极材料,如今也因其较低的理论比容量（372 mAh/g）逐渐成为锂离子电池性能的短板,为此,人们急需高比容量的负极材料来替代石墨,作为高理论比容量负极材料的代表:Si（理论比容量4200 mAh/g）和过渡金属氧化物（理论比容量>1000 mAh/g）,成为近年来的研究热门。但是此类负极材料在电池充放电过程中体积膨胀率较大,电极材料的稳定性较差,为缓冲其体积膨胀,我们尝试利用复合材料的累积效应和独特的微观结构,来提高Si和过渡金属氧化物的储锂性能,其主要研究内容如下:采用静电纺丝法制备出Si@TiO2纳米纤维负极材料,获得了最优制备工艺参数,探讨了硅粉添加量和热处理工艺参数对其微观形貌的影响规律。在电流密度为100 mA/g下,样品首次放电比容量达到了3359 mAh/g...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同电池技术的体积比能量密度与质量比能量密度对比图（J.M.Tarascon，2001）
3Goodenough（KoichiMizushima，1980;M.M.Thackeray，1983）对LixCoO2或LixNiO2两种高工作电压的正极材料抱以极大期望（TaoWei，2014;JingchaoCao，2015），但当时环境并没有意识到高工作电压对于锂离子电池的重要性，直到有机物电解质碳酸酯的出现的，才逐渐发展应用起来（HitoshiTakebayashi，2011;TomoyukiTamura，2017）。1997年Goodenough等人（LiXiaYuan，2011;JongsoonKim，2013）发现了橄榄石结构正极材料LiFePO4，直接推动了锂离子电池的快速发展（J.Ha，2013）。LiFePO4具有循环性能好，安全性高，廉价环保等优点，然而LiFePO4较低的导电率和较小的比容量都成为LiFePO4未来发展的短板（Padhi，1997;A.Yamada，2001）。图1-2橄榄石晶体结构（BoXu，2012）锂离子电池主要包含四种材料：正极材料、负极材料、电解液材料和隔膜材料（YNishi，2010;J.B.Goodenough，2011）。每一种材料的性能好坏都对锂离子电池至关重要。其中，影响锂电池性能的最主要材料便是正极材料和负极材料，诸多研究也是围绕这两种材料进行更新发展。如今，通过使用不同的电极材料，锂离子电池被制造成各种形状（例如：圆柱形，硬币形或平板形等）以满足不同
4的使用环境（YoshioNishi，2001）。图1-3锂离子电池工作原理图（BoXu，2012）图1-4各种锂离子电池示意图（J.M.Tarascon，2001）（a-圆柱形电池；b-纽扣形电池；c-软包电池；d-平板形电池）商业化正极材料现在主要是：LiCoO2（M.StanleyWhittingham，2004）、LiMn2O4（J.Tarascon，1991;HyunWookLee，2010）、LiFePO4（A.Yamada，2001;
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄膜锂离子电池负极材料的研究进展[J]. 尹彦群,高虹. 节能. 2012(12)
[2]高性能锂离子电池SiO/C复合负极材料研究[J]. 余德馨,杨学林,石长川,张鹏昌. 三峡大学学报(自然科学版). 2011(05)
硕士论文
[1]一维MLi2Ti6O14纳米材料的合成及其储锂性能[D]. 吴显宗.宁波大学 2017
本文编号：3474873
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同电池技术的体积比能量密度与质量比能量密度对比图（J.M.Tarascon，2001）
3Goodenough（KoichiMizushima，1980;M.M.Thackeray，1983）对LixCoO2或LixNiO2两种高工作电压的正极材料抱以极大期望（TaoWei，2014;JingchaoCao，2015），但当时环境并没有意识到高工作电压对于锂离子电池的重要性，直到有机物电解质碳酸酯的出现的，才逐渐发展应用起来（HitoshiTakebayashi，2011;TomoyukiTamura，2017）。1997年Goodenough等人（LiXiaYuan，2011;JongsoonKim，2013）发现了橄榄石结构正极材料LiFePO4，直接推动了锂离子电池的快速发展（J.Ha，2013）。LiFePO4具有循环性能好，安全性高，廉价环保等优点，然而LiFePO4较低的导电率和较小的比容量都成为LiFePO4未来发展的短板（Padhi，1997;A.Yamada，2001）。图1-2橄榄石晶体结构（BoXu，2012）锂离子电池主要包含四种材料：正极材料、负极材料、电解液材料和隔膜材料（YNishi，2010;J.B.Goodenough，2011）。每一种材料的性能好坏都对锂离子电池至关重要。其中，影响锂电池性能的最主要材料便是正极材料和负极材料，诸多研究也是围绕这两种材料进行更新发展。如今，通过使用不同的电极材料，锂离子电池被制造成各种形状（例如：圆柱形，硬币形或平板形等）以满足不同
4的使用环境（YoshioNishi，2001）。图1-3锂离子电池工作原理图（BoXu，2012）图1-4各种锂离子电池示意图（J.M.Tarascon，2001）（a-圆柱形电池；b-纽扣形电池；c-软包电池；d-平板形电池）商业化正极材料现在主要是：LiCoO2（M.StanleyWhittingham，2004）、LiMn2O4（J.Tarascon，1991;HyunWookLee，2010）、LiFePO4（A.Yamada，2001;
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄膜锂离子电池负极材料的研究进展[J]. 尹彦群,高虹. 节能. 2012(12)
[2]高性能锂离子电池SiO/C复合负极材料研究[J]. 余德馨,杨学林,石长川,张鹏昌. 三峡大学学报(自然科学版). 2011(05)
硕士论文
[1]一维MLi2Ti6O14纳米材料的合成及其储锂性能[D]. 吴显宗.宁波大学 2017
本文编号：3474873
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3474873.html
