锰酸锂正极导电剂的化学改性及界面构建的研究
发布时间：2023-03-18 23:23
随着化石能源的日益枯竭,和环境的污染问题,人们开始大力发展新能源;而锂离子电池(LIBs)作为新型清洁能源备受关注,锂离子电池具有自放电小、比容量大、能量密度高、无记忆效应、循环寿命长等优点,被应用于生活的方方面面,如新能源汽车、手机、电脑等等。而作为锂离子电池的关键材料之一的锰酸锂(LMO)正极材料具有安全性能高、价格低、电压平台高等优点被用作汽车的动力电池;然而LMO的高低温性能差而且还有Mn的溶解和Jahn-Teller效应等缺点限制了其大规模的应用。许多专家学者采用掺杂、包覆等手段对锰酸锂正极材料进行改性;如在LMO表面包覆一层钝化膜保护活性物质不受电解液的侵蚀,这样就大大降低了活性物质的电导率,使界面阻抗增大,不利于大倍率充放电;或者采用双包覆层,但这样一来就会使工艺变得繁琐、成本较高。除了对活性物质进行改性外,我们还可以添加高电导率的导电剂来提高电池的电化学性能,如加入碳纳米管(CNTs)和石墨烯等。但碳纳米管(CNTs)和石墨烯不仅价格昂贵而且不易分散,许多企业在电极制作的过程中加入分散剂,这样不仅增大了生产成本而且分散剂不导电。对于上述问题,我们可以通过对活性物质进行包...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 锂离子电池概述
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的结构和工作原理
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 层状结构正极材料
1.3.2 橄榄石结构正极材料
1.3.3 尖晶石结构正极材料
1.4 锂离子电池导电添加剂
1.4.1 导电剂种类
1.4.2 导电剂的用量
1.4.3 导电剂的改性
1.5 本论文研究的意义和内容
第二章 实验
2.1 实验试剂
2.2 实验设备
2.3 材料的表征和分析
2.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电镜分析(SEM)
2.3.3 透射电镜分析(TEM)
2.3.4 拉曼光谱分析
2.3.5 X-射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.6 傅里叶变换红外分析
2.4 电池的组装
2.5 材料的电化学性能测试
2.5.1 循环性能测试
2.5.2 倍率性能测试
2.5.3 循环伏安性能测试
2.5.4 交流阻抗测试
第三章 科琴黑(KB)酸化改性及其对LiMn2O4/Al2O3 复合材料的电化学性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 化学试剂
3.2.2 实验主要仪器及设备
3.2.3 LiMn2O4/Al2O3 材料的制备
3.2.4 材料的表征
3.2.5 复合材料电化学性能的测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同Al2O3 包覆量对LMO材料的XRD分析
3.3.2 不同Al2O3 包覆量LMO材料的SEM、EDS分析
3.3.3 不同Al2O3 包覆量LMO材料的电化学性能分析
3.4 Al2O3 包覆层的煅烧温度对LMO材料电化学性能的影响
3.5 不同酸酸化科琴黑(KB)对1A-LMO材料的电化学性能的影响
3.5.1 不同酸酸化科琴黑的制备
3.5.2 不同酸酸化科琴黑的SEM分析
3.5.3 不同酸酸化科琴黑的红外和拉曼光谱分析
3.5.4 不同酸酸化科琴黑的电化学性能的分析
3.6 不同酸浓度处理科琴黑对1A-LMO正极材料的电化学性能的影响
3.6.1 不同浓度酸酸化科琴黑的制备
3.6.2 不同浓度酸酸化科琴黑的SEM分析
3.6.3 不同浓度酸酸化科琴黑的红外分析
3.6.4 不同浓度酸酸化科琴黑的拉曼分析
3.6.5 不同浓度酸酸化科琴黑的电化学性能的分析
3.7 本章小结
第四章 科琴黑氧化改性对LiMn2O4/Al2O3 复合材料电化学性能的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学试剂
4.2.2 实验主要仪器及设备
4.2.3 氧化科琴黑(KBO)的制备
4.2.4 材料的物相及形貌表征
4.2.5 材料的电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 KBO的红外和拉曼光谱分析
4.3.2 氧化科琴黑对LiMn2O4/Al2O3 复合材料的SEM、TEM分析
4.3.3 KB极片和KBO极片极片的XPS分析
4.3.4 材料的表面电势及EPR图谱
4.3.5 材料的电化学性能分析
4.4 本章小结
第五章 科琴黑氮掺杂改性及其对LiMn2O4/Al2O3 复合材料电化学性能的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 化学试剂
5.2.2 实验主要仪器及设备
5.2.3 不同氮源氮掺杂科琴黑的制备
5.2.4 材料的物相及形貌表征
5.2.5 材料的电化学性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 复合材料的红外和拉曼光谱分析
5.3.2 极片的SEM分析
5.3.3 电化学性能的分析
5.4 不同氮含量对该材料的电化学性能的影响
5.4.1 不同氮含量掺杂KB的制备
5.4.2 物相及形貌表征
5.4.3 材料的电化学性能测试
5.5 结果与讨论
5.5.1 复合材料的红外和拉曼光谱分析
5.5.2 极片形貌表征
5.5.3 电化学性能的分析
5.6 本章小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文及成果
致谢
本文编号：3764070
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 锂离子电池概述
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的结构和工作原理
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 层状结构正极材料
1.3.2 橄榄石结构正极材料
1.3.3 尖晶石结构正极材料
1.4 锂离子电池导电添加剂
1.4.1 导电剂种类
1.4.2 导电剂的用量
1.4.3 导电剂的改性
1.5 本论文研究的意义和内容
第二章 实验
2.1 实验试剂
2.2 实验设备
2.3 材料的表征和分析
2.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电镜分析(SEM)
2.3.3 透射电镜分析(TEM)
2.3.4 拉曼光谱分析
2.3.5 X-射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.6 傅里叶变换红外分析
2.4 电池的组装
2.5 材料的电化学性能测试
2.5.1 循环性能测试
2.5.2 倍率性能测试
2.5.3 循环伏安性能测试
2.5.4 交流阻抗测试
第三章 科琴黑(KB)酸化改性及其对LiMn2O4/Al2O3 复合材料的电化学性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 化学试剂
3.2.2 实验主要仪器及设备
3.2.3 LiMn2O4/Al2O3 材料的制备
3.2.4 材料的表征
3.2.5 复合材料电化学性能的测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同Al2O3 包覆量对LMO材料的XRD分析
3.3.2 不同Al2O3 包覆量LMO材料的SEM、EDS分析
3.3.3 不同Al2O3 包覆量LMO材料的电化学性能分析
3.4 Al2O3 包覆层的煅烧温度对LMO材料电化学性能的影响
3.5 不同酸酸化科琴黑(KB)对1A-LMO材料的电化学性能的影响
3.5.1 不同酸酸化科琴黑的制备
3.5.2 不同酸酸化科琴黑的SEM分析
3.5.3 不同酸酸化科琴黑的红外和拉曼光谱分析
3.5.4 不同酸酸化科琴黑的电化学性能的分析
3.6 不同酸浓度处理科琴黑对1A-LMO正极材料的电化学性能的影响
3.6.1 不同浓度酸酸化科琴黑的制备
3.6.2 不同浓度酸酸化科琴黑的SEM分析
3.6.3 不同浓度酸酸化科琴黑的红外分析
3.6.4 不同浓度酸酸化科琴黑的拉曼分析
3.6.5 不同浓度酸酸化科琴黑的电化学性能的分析
3.7 本章小结
第四章 科琴黑氧化改性对LiMn2O4/Al2O3 复合材料电化学性能的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学试剂
4.2.2 实验主要仪器及设备
4.2.3 氧化科琴黑(KBO)的制备
4.2.4 材料的物相及形貌表征
4.2.5 材料的电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 KBO的红外和拉曼光谱分析
4.3.2 氧化科琴黑对LiMn2O4/Al2O3 复合材料的SEM、TEM分析
4.3.3 KB极片和KBO极片极片的XPS分析
4.3.4 材料的表面电势及EPR图谱
4.3.5 材料的电化学性能分析
4.4 本章小结
第五章 科琴黑氮掺杂改性及其对LiMn2O4/Al2O3 复合材料电化学性能的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 化学试剂
5.2.2 实验主要仪器及设备
5.2.3 不同氮源氮掺杂科琴黑的制备
5.2.4 材料的物相及形貌表征
5.2.5 材料的电化学性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 复合材料的红外和拉曼光谱分析
5.3.2 极片的SEM分析
5.3.3 电化学性能的分析
5.4 不同氮含量对该材料的电化学性能的影响
5.4.1 不同氮含量掺杂KB的制备
5.4.2 物相及形貌表征
5.4.3 材料的电化学性能测试
5.5 结果与讨论
5.5.1 复合材料的红外和拉曼光谱分析
5.5.2 极片形貌表征
5.5.3 电化学性能的分析
5.6 本章小结
第六章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文及成果
致谢
本文编号：3764070
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3764070.html
