纳米球形磷酸铁锂晶体形貌控制与研究
发布时间：2023-02-22 18:00
LiFePO4是锂电池中重要的正极材料,具有循环性能好、安全性高、环境友好等优点。但是自身电导率低、离子扩散系数低、振实密度不高等问题制约了其发展。影响其性能的核心因素是形貌、纳米化以及导电率。本论文围绕控制纳米化和导电率问题展开研究,为了实现LiFePO4纳米化,首先从FePO4前驱体着手,在磷酸铁的晶体生长过程中通过添加表面活性剂来控制晶体形貌以及实现纳米化;同时我们还研究了合成方法对磷酸铁锂的影响,特别是专注包覆方法和包覆材料,本文的具体工作和研究成果如下:首先通过选取Fe(NO3)3·9H2O、NH4H2PO4为原料,通过水热法合成FePO4前驱体,利用XRD、SEM、TG、FTIR等物相分析探究不同的p H、反应时间、反应温度对前驱体的影响。实验表明水热法制备出的磷酸铁为FePO4·H2O,p H为1.45、反应温度为120℃、反应时间为...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 锰酸锂(LiMn2O4)
1.3.2 钴酸锂(LiCO2)
1.3.3 镍酸锂(LiNiO2)
1.3.4 磷酸铁锂(LiFePO4)
1.3.5 三元材料
1.4 磷酸铁锂正极材料
1.4.1 磷酸铁的晶体结构和充放电原理
1.4.2 磷酸铁锂晶体结构和充放电原理
1.4.3 磷酸铁锂的制备方法
1.4.4 磷酸铁锂的改性方法
1.5 论文工作内容以及研究意义
第2章 实验仪器及研究方法
2.1 实验材料及设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验过程
2.2.1 磷酸铁前驱体的制备
2.2.2 磷酸铁锂的制备
2.2.3 磷酸铁锂电池的组装
2.3 分析和表征手段
2.3.1 场发射扫描电子显微镜
2.3.2 X射线衍射分析
2.3.3 TG-DSC分析
2.3.4 傅里叶红外光谱分析仪
2.3.5 电池充放电测试
2.3.6 循环伏安与交流阻抗
第3章 磷酸铁前驱体的制备
3.1 引言
3.2 水热法制备磷酸铁
3.2.1 不同pH对磷酸铁前驱体的影响
3.2.2 水热温度对FePO4的影响
3.2.3 反应时间对FePO4的影响
3.3 添加表面活性剂水热法合成磷酸铁
3.3.1 不同表面活性剂对合成磷酸铁的影响
3.3.2 CTAB用量对合成FePO4 的影响
3.3.3 FePO4前驱体的红外分析
3.3.4 PVP用量对合成FePO4 的影响
3.4 前驱体中结晶水含量测定
3.5 球形磷酸铁锂颗粒的形成机理
3.6 本章小结
第4章 不同制备方法合成磷酸铁锂
4.1 引言
4.2 水热法合成LiFePO4 正极材料
4.2.1 实验方法
4.2.2 LiFePO4 正极材料的表征分析
4.3 共沉淀法合成LiFePO4 正极材料
4.3.1 材料的表征分析
4.4 一步水热法法制备LiFePO4 正极材料
4.4.1 实验方法
4.4.2 材料的表征分析
4.5 电化学分析
4.5.1 不同制备方法的首次充放电分析
4.5.2 不同制备方法合成样品的循环性能分析
4.5.3 不同制备方法合成样品在不同倍率下的循环性能分析
4.5.4 循环伏安图与阻抗分析
4.6 本章小结
第5章 磷酸铁锂的改性研究
5.1 引言
5.2 不同碳源对LiFePO4/C的影响
5.2.1 XRD物相分析
5.2.2 SEM形貌分析
5.2.3 电化学性能分析
5.3 不同碳含量对LiFePO4/C的影响
5.3.1 XRD物相分析
5.3.2 SEM形貌分析
5.3.3 EDS数据分析
5.3.4 电化学分析
5.3.5 碳包覆的反应原理
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文和专利
致谢
本文编号：3748030
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 锰酸锂(LiMn2O4)
1.3.2 钴酸锂(LiCO2)
1.3.3 镍酸锂(LiNiO2)
1.3.4 磷酸铁锂(LiFePO4)
1.3.5 三元材料
1.4 磷酸铁锂正极材料
1.4.1 磷酸铁的晶体结构和充放电原理
1.4.2 磷酸铁锂晶体结构和充放电原理
1.4.3 磷酸铁锂的制备方法
1.4.4 磷酸铁锂的改性方法
1.5 论文工作内容以及研究意义
第2章 实验仪器及研究方法
2.1 实验材料及设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验过程
2.2.1 磷酸铁前驱体的制备
2.2.2 磷酸铁锂的制备
2.2.3 磷酸铁锂电池的组装
2.3 分析和表征手段
2.3.1 场发射扫描电子显微镜
2.3.2 X射线衍射分析
2.3.3 TG-DSC分析
2.3.4 傅里叶红外光谱分析仪
2.3.5 电池充放电测试
2.3.6 循环伏安与交流阻抗
第3章 磷酸铁前驱体的制备
3.1 引言
3.2 水热法制备磷酸铁
3.2.1 不同pH对磷酸铁前驱体的影响
3.2.2 水热温度对FePO4的影响
3.2.3 反应时间对FePO4的影响
3.3 添加表面活性剂水热法合成磷酸铁
3.3.1 不同表面活性剂对合成磷酸铁的影响
3.3.2 CTAB用量对合成FePO4 的影响
3.3.3 FePO4前驱体的红外分析
3.3.4 PVP用量对合成FePO4 的影响
3.4 前驱体中结晶水含量测定
3.5 球形磷酸铁锂颗粒的形成机理
3.6 本章小结
第4章 不同制备方法合成磷酸铁锂
4.1 引言
4.2 水热法合成LiFePO4 正极材料
4.2.1 实验方法
4.2.2 LiFePO4 正极材料的表征分析
4.3 共沉淀法合成LiFePO4 正极材料
4.3.1 材料的表征分析
4.4 一步水热法法制备LiFePO4 正极材料
4.4.1 实验方法
4.4.2 材料的表征分析
4.5 电化学分析
4.5.1 不同制备方法的首次充放电分析
4.5.2 不同制备方法合成样品的循环性能分析
4.5.3 不同制备方法合成样品在不同倍率下的循环性能分析
4.5.4 循环伏安图与阻抗分析
4.6 本章小结
第5章 磷酸铁锂的改性研究
5.1 引言
5.2 不同碳源对LiFePO4/C的影响
5.2.1 XRD物相分析
5.2.2 SEM形貌分析
5.2.3 电化学性能分析
5.3 不同碳含量对LiFePO4/C的影响
5.3.1 XRD物相分析
5.3.2 SEM形貌分析
5.3.3 EDS数据分析
5.3.4 电化学分析
5.3.5 碳包覆的反应原理
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文和专利
致谢
本文编号：3748030
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