层状结构LiV 3 O 8 正极材料的合成及其改性研究

发布时间：2022-08-11 09:39

　　自21世纪以来,随着煤炭石油等不可再生能源的消耗及造成的污染,汽车船舶等载运工具急需开发新型绿色环保的储能装置。而锂离子电池作为新型的储能装置,被广泛地应用于便携式设备,但作为载运工具的动力电源仍需人们开发更高功率和能量密度的锂离子电池。层状结构LiV3O8材料有比容量高,成本低廉等优点,作为动力锂离子电池正极材料具有光明的应用前景。本论文主要围绕层状结构LiV3O8正极材料的制备和电化学性能的探究展开的,研究了煅烧温度对样品物相结构、微观形貌和电化学性能的影响;并通过与氧化石墨烯复合以及Nb元素掺杂进行改性处理,进一步提高了材料的电化学性能。主要结果如下:不同煅烧温度合成的LiV3O8正极材料的性能研究。第三章通过溶胶凝胶法不同温度下制备了 LiV3O8电极材料（记为LVO-350,LVO-400和LVO-450）,其结构为层状结构。LVO-350样品尺寸在200-400nm之间,属于亚微米颗粒,分散较为均匀。LVO-400样品形貌为微米棒,长度约为600nm,宽度约为200nm。而LVO-450样品为块状材料,颗粒大小很不均一。其中LVO-350电极材料具有最好的电化学性能,在60... 

【文章页数】：70 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 锂离子电池的发展
        1.2.2 锂离子电池的主要结构
        1.2.3 锂离子电池的工作原理
        1.2.4 锂离子电池的主要特点
    1.3 锂离子电池正极材料研究发展
        1.3.1 层状结构钴酸锂(LiCoO_2)
        1.3.2 尖晶石结构锰酸锂(LiMn_2O_4)
        1.3.3 橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO_4)
    1.4 层状钒酸锂(LiV_3O_8)正极材料的研究进展
        1.4.1 LiV_3O_8的晶体结构与充放电机理
        1.4.2 LiV_3O_8正极材料的制备方法
        1.4.3 LiV_3O_8正极材料的改性
    1.5 本论文的选题意义和主要研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 主要研究内容
2 实验药品、仪器以及表征方法
    2.1 实验药品和实验仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料测试与表征
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 X射线能谱分析
        2.2.3 扫描电子显微镜
        2.2.4 透射电子显微镜
        2.2.5 BET测试
    2.3 电化学性能表征
        2.3.1 纽扣电池的组装
        2.3.2 恒电流充放电测试
        2.3.3 循环伏安测试
        2.3.4 交流阻抗测试
3 溶胶-凝胶法制备LiV_3O_8材料及其电化学性能的研究
    3.1 引言
    3.2 溶胶凝胶法制备LiV_3O_8材料
    3.3 LiV_3O_8材料的结构和形貌表征
        3.3.1 LiV_3O_8材料的结构表征
        3.3.2 LiV_3O_8材料的形貌分析
    3.4 LiV_3O_8材料的电化学性能表征
    3.5 本章小结
4 LiV_3O_8/GO复合材料制备及其性能的研究
    4.1 引言
    4.2 LiV_3O_8/GO复合材料的制备
    4.3 LiV_3O_8/GO复合材料的物相表征和形貌分析
    4.4 LiV_3O_8/GO复合材料的电化学性能表征
    4.5 本章小结
5 Nb元素掺杂对LiV_3O_8材料形貌及电化学性能的影响
    5.1 引言
    5.2 掺杂Nb元素的LiV_3O_8材料的制备
    5.3 LiV_(3-y)NbyO_8材料的结构表征和形貌分析
    5.4 不同掺杂量的Nb元素对钒酸锂材料的电化学性能影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
个人简历以及攻读硕士学位期间的成果
致谢



本文编号：3674424