基于氮掺杂碳改性的高性能锂离子电池正负极材料
发布时间：2023-06-18 00:14
锂离子电池经过二十多年的发展,因其高能量密度、长循环寿命等诸多优势已被广泛应用于各类电子产品中。如今,随着电动汽车和智能电网等市场的快速发展,研发具有更高功率密度、更长循环寿命、更低价格和更高安全性能的动力电池已成为各国研究的重点。锂离子电池正负极材料,作为锂离子电池中的核心组成部分,对整个电池性能起着决定性影响。如何优化现有电极材料的性能和开发出性能更优的新材料是推动锂离子电池进一步发展与应用的关键。本论文选择了高镍三元层状正极氧化物材料中的一种LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)和锑碳复合负极材料为研究对象,通过氮掺杂碳材料分别对其进行优化改性研究,以实现锂离子电池正负极材料性能的提升。论文的第一章首先简要地介绍了锂离子电池的发展历史和其工作原理以及优缺点。接着分别对锂离子电池的正极材料和负极材料以及氮掺杂碳材料的研究现状做了概述,其中详细介绍了正极材料中的三元层状正极和负极材料中的锑碳复合材料的结构、反应机理和改性方法等。论文的第二章介绍了本论文实验中用到的主要化学试剂和仪器...
【文章页数】：93 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 锂离子电池发展简史
1.2.2 锂离子电池的工作原理
1.2.3 锂离子电池优缺点
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 锂离子电池正极材料简介
1.3.2 层状镍钴锰氧三元正极材料
1.4 锂离子电池负极材料
1.4.1 锂离子电池负极材料简介
1.4.2 锑碳复合负极材料
1.5 氮掺杂碳材料研究进展
1.6 本文的主要研究内容及意义
第二章 实验部分
2.1 主要实验药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 电极的制备与组装
2.2.1 电极制备
2.2.2 电池组装
2.3 材料的物理化学性质表征
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 热重分析(TGA)
2.3.5 比表面积(BET)和孔径分布测试
2.4 材料的电化学性能测试
2.4.1 循环伏安测试(CV)
2.4.2 充放电测试
第三章 氮掺杂碳包覆对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2三元正极材料的改性研究
3.1 研究背景与选题意义
3.2 材料的合成
3.2.1 不同包覆量的三元正极改性材料
3.2.2 不同热解温度的三元正极改性材料
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的结构与形貌表征
3.3.2 材料的电化学性能
3.3.3 电化学动力学表征
3.3.4 循环后电极材料的形貌和结构表征
3.4 本章小结
第四章 氮掺杂碳纳米片与核@壳Sb@Sb2O3纳米粒子复合负极材料的制备及其电化学性能研究
4.1 研究背景与选题意义
4.2 材料的合成
4.2.1 不同反应前驱体比例的锑基负极材料
4.2.2 不同浓度硫酸洗后的负极材料
4.2.3 不同合成方式下的负极材料
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的结构与形貌表征
4.3.2 材料的电化学性能测试
4.3.3 化学动力学过程表征
4.3.4 循环后材料的形貌结构表征
4.3.5 全电池性能测试
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文主要结论
5.2 本论文创新之处
5.3 未来研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间所取得的学术成果
本文编号：3834415
【文章页数】：93 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 锂离子电池发展简史
1.2.2 锂离子电池的工作原理
1.2.3 锂离子电池优缺点
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 锂离子电池正极材料简介
1.3.2 层状镍钴锰氧三元正极材料
1.4 锂离子电池负极材料
1.4.1 锂离子电池负极材料简介
1.4.2 锑碳复合负极材料
1.5 氮掺杂碳材料研究进展
1.6 本文的主要研究内容及意义
第二章 实验部分
2.1 主要实验药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 电极的制备与组装
2.2.1 电极制备
2.2.2 电池组装
2.3 材料的物理化学性质表征
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.3.4 热重分析(TGA)
2.3.5 比表面积(BET)和孔径分布测试
2.4 材料的电化学性能测试
2.4.1 循环伏安测试(CV)
2.4.2 充放电测试
第三章 氮掺杂碳包覆对LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2三元正极材料的改性研究
3.1 研究背景与选题意义
3.2 材料的合成
3.2.1 不同包覆量的三元正极改性材料
3.2.2 不同热解温度的三元正极改性材料
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料的结构与形貌表征
3.3.2 材料的电化学性能
3.3.3 电化学动力学表征
3.3.4 循环后电极材料的形貌和结构表征
3.4 本章小结
第四章 氮掺杂碳纳米片与核@壳Sb@Sb2O3纳米粒子复合负极材料的制备及其电化学性能研究
4.1 研究背景与选题意义
4.2 材料的合成
4.2.1 不同反应前驱体比例的锑基负极材料
4.2.2 不同浓度硫酸洗后的负极材料
4.2.3 不同合成方式下的负极材料
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料的结构与形貌表征
4.3.2 材料的电化学性能测试
4.3.3 化学动力学过程表征
4.3.4 循环后材料的形貌结构表征
4.3.5 全电池性能测试
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文主要结论
5.2 本论文创新之处
5.3 未来研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间所取得的学术成果
本文编号：3834415
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3834415.html
