LiFePO 4 正极材料的制备及其改性研究
发布时间：2022-02-22 10:42
橄榄石型LiFePO4因其热稳定性好,比容量高和相对于其它正极材料价格更低的特点而广泛应用于移动电子设备、小型电子器件和动力汽车等各个领域,市场需求量大。然而,由于LiFePO4自身低的离子扩散系数和低的电子电导率的问题,发展受到限制。本课题以FeSO4·7H2O废渣为铁源采用水热法合成了LiFePO4正极材料,优化了制备工艺,针对LiFePO4离子扩散系数低和电子电导率低的问题,采取不同的方法对其进行改性研究,并通过XRD、SEM和TEM等表征手段对材料的形貌和结构进行测试,采用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗谱测试等手段对其电化学性能进行研究,通过系统的研究确定出最优的合成工艺。首先,通过胶体吸附原理对FeSO4·7H2O废渣进行提纯后,利用水热法和高温煅烧合成了LiFePO4@C正极材料。在本次实验的制备过程中,系统的研究了水热温度,煅烧温度和碳源添加量对LiFePO4
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池概述
1.2.1 锂离子电池组成
1.2.2 锂离子电池工作原理
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 层状结构过渡金属氧化物
1.3.2 尖晶石结构正极材料
1.3.3 聚阴离子型正极材料
1.4 磷酸铁锂正极材料
1.4.1 磷酸铁锂的结构及特点
1.4.2 磷酸铁锂的制备方法
1.4.3 磷酸铁锂的缺陷及改性
1.5 选题背景和课题研究的主要内容
2 实验及分析方法
2.1 实验材料与设备
2.1.1 实验所需主要材料
2.1.2 实验设备
2.2 工艺流程
2.2.1 钛白废渣FeSO_4·7H_2O的提纯
2.2.2 LiFePO_4 的制备
2.3 电极的制备及电池的组装
2.3.1 电极的制备
2.3.2 电池的组装
2.4 材料的表征及电化学性能测试
2.4.1 ICP-MS测试
2.4.2 X射线衍射分析
2.4.3 X射线光电子能谱分析
2.4.4 场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜测试
2.4.5 恒流充放电测试
2.4.6 电化学阻抗和循环伏安测试
3 钛白废渣硫酸亚铁制备LiFePO_4正极材料
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 FeSO_4·7H_2O废渣的纯化处理
3.2.2 制备LiFePO_4@C
3.3 结果与讨论
3.3.1 钛白废渣Fe SO_4·7H_2O的提纯
3.3.2 水热温度对LiFePO_4@C正极材料性能的影响
3.3.3 煅烧温度对LiFePO_4@C正极材料性能的影响
3.3.4 抗坏血酸添加量对LiFePO_4@C正极材料性能的影响
3.4 本章小结
4 Ga涂层增强LiFePO_4@C的电化学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 LiFePO_4@C的制备
4.2.2 LiFePO_4@C/Ga的制备
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
5 LaFeO_3 涂层对LiFePO_4正极材料的改性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 LiFePO_4 阴极材料的制备
5.2.2 复合材料LFP@C-LFO的制备
5.3 结果与讨论
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛白粉发展现状与未来[J]. 刘军. 现代盐化工. 2019(04)
[2]硫酸法钛白粉清洁生产的解决方案[J]. 鲍树涛,高强. 硫酸工业. 2018(12)
[3]The Surface Coating of Commercial LiFePO4 by Utilizing ZIF-8 for High Electrochemical Performance Lithium Ion Battery[J]. XiaoLong Xu,CongYu Qi,ZhenDong Hao,Hao Wang,JinTing Jiu,JingBing Liu,Hui Yan,Katsuaki Suganuma. Nano-Micro Letters. 2018(01)
[4]钛白副产物硫酸亚铁的精制研究[J]. 赵蕾,王富. 山东化工. 2018(01)
本文编号：3639289
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池概述
1.2.1 锂离子电池组成
1.2.2 锂离子电池工作原理
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 层状结构过渡金属氧化物
1.3.2 尖晶石结构正极材料
1.3.3 聚阴离子型正极材料
1.4 磷酸铁锂正极材料
1.4.1 磷酸铁锂的结构及特点
1.4.2 磷酸铁锂的制备方法
1.4.3 磷酸铁锂的缺陷及改性
1.5 选题背景和课题研究的主要内容
2 实验及分析方法
2.1 实验材料与设备
2.1.1 实验所需主要材料
2.1.2 实验设备
2.2 工艺流程
2.2.1 钛白废渣FeSO_4·7H_2O的提纯
2.2.2 LiFePO_4 的制备
2.3 电极的制备及电池的组装
2.3.1 电极的制备
2.3.2 电池的组装
2.4 材料的表征及电化学性能测试
2.4.1 ICP-MS测试
2.4.2 X射线衍射分析
2.4.3 X射线光电子能谱分析
2.4.4 场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜测试
2.4.5 恒流充放电测试
2.4.6 电化学阻抗和循环伏安测试
3 钛白废渣硫酸亚铁制备LiFePO_4正极材料
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 FeSO_4·7H_2O废渣的纯化处理
3.2.2 制备LiFePO_4@C
3.3 结果与讨论
3.3.1 钛白废渣Fe SO_4·7H_2O的提纯
3.3.2 水热温度对LiFePO_4@C正极材料性能的影响
3.3.3 煅烧温度对LiFePO_4@C正极材料性能的影响
3.3.4 抗坏血酸添加量对LiFePO_4@C正极材料性能的影响
3.4 本章小结
4 Ga涂层增强LiFePO_4@C的电化学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 LiFePO_4@C的制备
4.2.2 LiFePO_4@C/Ga的制备
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
5 LaFeO_3 涂层对LiFePO_4正极材料的改性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 LiFePO_4 阴极材料的制备
5.2.2 复合材料LFP@C-LFO的制备
5.3 结果与讨论
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛白粉发展现状与未来[J]. 刘军. 现代盐化工. 2019(04)
[2]硫酸法钛白粉清洁生产的解决方案[J]. 鲍树涛,高强. 硫酸工业. 2018(12)
[3]The Surface Coating of Commercial LiFePO4 by Utilizing ZIF-8 for High Electrochemical Performance Lithium Ion Battery[J]. XiaoLong Xu,CongYu Qi,ZhenDong Hao,Hao Wang,JinTing Jiu,JingBing Liu,Hui Yan,Katsuaki Suganuma. Nano-Micro Letters. 2018(01)
[4]钛白副产物硫酸亚铁的精制研究[J]. 赵蕾,王富. 山东化工. 2018(01)
本文编号：3639289
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3639289.html
