TiNb 2 O7体系氧空位调控及其作为锂离子电池负极材料电化学性能研究
发布时间：2022-05-08 08:24
能源危机和环境污染日益成为人类可持续发展所面临的巨大问题和挑战。为解决这些问题,新能源技术的研发成为各国大力促进推行的发展战略。而储能设备是新能源技术的关键。锂离子电池相较于传统的铅蓄电池、镍镉电池,具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、环境友好等优点,是目前比较理想的储能设备。但是目前以石墨负极为主的锂离子电池已经越来越难以满足新型智能设备和电动汽车对于储能设备更大容量、更高功率密度的要求。因此研发新一代高效锂离子电池负极材料一直是当今的研究热点。TiNb207作为一种嵌入型负极材料,得益于其独特的剪切面ReO3结构,在充放电过程中体积变化小,且锂化物有极好的热稳定性,因而具有良好的循环稳定性。而且,其剪切单元之间存在可供锂离子嵌入的通道,使其同时具有良好的的倍率性能。但是TiNb2O7本身导电性差,阻碍了这种化合物应用于锂离子电池负极材料时发挥最优电化学性能。目前对于TiNb2O7的改性主要有两种方法:一是通过诸如静电纺丝等手段构造特殊的微观形貌,加强电解液与材料的接触,缩短锂离子嵌入途径来提升TiNb207的电化学性能。二是将TiNb207与导电性好的材料进行复合,提升其导电性...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展史
1.2.2 锂离子电池的组成和工作原理
1.3 锂离子电池负极材料
1.3.1 锂离子电池负极材料简介
1.3.2 嵌入性负极材料
1.3.3 合金化型负极材料
1.3.4 转化型负极材料
1.4 超临界流体简介
1.5 论文的选题依据和研究内容
1.5.1 本论文的选题依据
1.5.2 本论文的研究内容
第二章 实验材料和测试方法
2.1 实验原料及仪器设备
2.1.1 实验材料及化学试剂
2.1.2 实验及测试仪器
2.2 材料的结构与表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)
2.2.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)
2.2.4 氮气吸脱附测试(BET)
2.2.5 电子顺磁共振(ESR)
2.2.6 X射线电子能谱分析(XPS)
2.2.7 拉曼光谱分析(Raman)
2.3 电化学性能测试
2.3.1 制备极片及组装电池
2.3.2 电池恒流充放电测试
2.3.3 电池循环伏安测试
2.3.4 电池交流阻抗测试
2.3.5 制备样品的电子导电性测试
2.3.6 不同样品电池电容储锂特性测试
第三章 氧空位调控TiNb_2O_7样品的制备及其储锂性能的研究
3.1 前言
3.2 不同氧空位TiNb_2O_7样品的制备
3.3 制备样品的结构与表征
3.3.1 晶体结构和微观形貌表征
3.3.2 氧空位含量的表征
3.4 电化学性能测
3.4.1 循环性能的测试
3.4.2 倍率性能测试
3.4.3 导电性测试
3.4.4 赝电容效应测试
第四章 结论与展望
4.1 结论与创新点
4.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
附件
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界流体技术在工业领域的应用研究进展[J]. 程源源,李涛,张晓明,任保增. 河南化工. 2018(05)
[2]锂离子电池用碳负极材料综述[J]. 戎泽,李子坤,杨书展,任建国,黄友元,岳敏. 广东化工. 2018(02)
[3]超临界萃取技术研究现状与应用[J]. 周也,田震,王丽雯. 山东化工. 2012(05)
[4]超临界流体的理化性质及应用[J]. 李娴,解新安. 化学世界. 2010(03)
[5]超临界水的性质及氧化反应原理[J]. 赵保国,刘玉存. 山西化工. 2007(04)
[6]锂离子电池负极材料石墨的改性方法[J]. 陈猛,肖斌,杨闯. 电池工业. 2006(02)
[7]商业化的锂离子电池石墨负极材料的研究进展[J]. 时志强,樊丽萍,王成扬. 炭素. 2006(01)
[8]超临界水氧化处理对氨基苯酚废水研究[J]. 甄宝勤,葛红光,李星彩,郭小华. 化工技术与开发. 2005(05)
[9]超临界水降解聚苯乙烯及其混合塑料[J]. 马沛生,樊丽华,侯彩霞. 高分子材料科学与工程. 2005(01)
[10]锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 陈立泉. 电池. 2002(S1)
本文编号：3651294
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的发展史
1.2.2 锂离子电池的组成和工作原理
1.3 锂离子电池负极材料
1.3.1 锂离子电池负极材料简介
1.3.2 嵌入性负极材料
1.3.3 合金化型负极材料
1.3.4 转化型负极材料
1.4 超临界流体简介
1.5 论文的选题依据和研究内容
1.5.1 本论文的选题依据
1.5.2 本论文的研究内容
第二章 实验材料和测试方法
2.1 实验原料及仪器设备
2.1.1 实验材料及化学试剂
2.1.2 实验及测试仪器
2.2 材料的结构与表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)
2.2.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)
2.2.4 氮气吸脱附测试(BET)
2.2.5 电子顺磁共振(ESR)
2.2.6 X射线电子能谱分析(XPS)
2.2.7 拉曼光谱分析(Raman)
2.3 电化学性能测试
2.3.1 制备极片及组装电池
2.3.2 电池恒流充放电测试
2.3.3 电池循环伏安测试
2.3.4 电池交流阻抗测试
2.3.5 制备样品的电子导电性测试
2.3.6 不同样品电池电容储锂特性测试
第三章 氧空位调控TiNb_2O_7样品的制备及其储锂性能的研究
3.1 前言
3.2 不同氧空位TiNb_2O_7样品的制备
3.3 制备样品的结构与表征
3.3.1 晶体结构和微观形貌表征
3.3.2 氧空位含量的表征
3.4 电化学性能测
3.4.1 循环性能的测试
3.4.2 倍率性能测试
3.4.3 导电性测试
3.4.4 赝电容效应测试
第四章 结论与展望
4.1 结论与创新点
4.2 展望
参考文献
致谢
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附件
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【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界流体技术在工业领域的应用研究进展[J]. 程源源,李涛,张晓明,任保增. 河南化工. 2018(05)
[2]锂离子电池用碳负极材料综述[J]. 戎泽,李子坤,杨书展,任建国,黄友元,岳敏. 广东化工. 2018(02)
[3]超临界萃取技术研究现状与应用[J]. 周也,田震,王丽雯. 山东化工. 2012(05)
[4]超临界流体的理化性质及应用[J]. 李娴,解新安. 化学世界. 2010(03)
[5]超临界水的性质及氧化反应原理[J]. 赵保国,刘玉存. 山西化工. 2007(04)
[6]锂离子电池负极材料石墨的改性方法[J]. 陈猛,肖斌,杨闯. 电池工业. 2006(02)
[7]商业化的锂离子电池石墨负极材料的研究进展[J]. 时志强,樊丽萍,王成扬. 炭素. 2006(01)
[8]超临界水氧化处理对氨基苯酚废水研究[J]. 甄宝勤,葛红光,李星彩,郭小华. 化工技术与开发. 2005(05)
[9]超临界水降解聚苯乙烯及其混合塑料[J]. 马沛生,樊丽华,侯彩霞. 高分子材料科学与工程. 2005(01)
[10]锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 陈立泉. 电池. 2002(S1)
本文编号：3651294
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