LiFe 0.6 Mn 0.4 PO 4 /C正极材料的制备与电化学性能研究
发布时间：2023-09-18 19:16
锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、无记忆效应等优点而备受关注。其中,正极材料是决定电池整体性能和生产成本的关键因素之一。橄榄石型磷酸盐正极材料具有能量密度高、放电比容量大、电压平台高等优点,有望应用于动力汽车等高端领域,但Li MPO4(M=Fe,Mn)存在电导率低及容量衰减等问题。相比之下,拥有3.5 V和4.1 V两个电压平台的过渡金属磷酸盐固溶体材料LiFe0.6Mn0.4PO4具有较高的电导率、能量和功率密度,但其与电解液匹配性的研究还有待加强。围绕这一现状,本文分别使用高温固相法和溶胶凝胶法制备了LiFe0.6Mn0.4PO4/C正极材料并对其进行了物性表征和电化学性能研究。结果表明,溶胶凝胶法所制备样品的放电比容量为118.9 m Ah g-1,这远高于固相法所得样品的放电比容量,即82.7 m Ah g-1,且其循环稳定性和倍率性能均较好。相比于使用FeSO4制备的材料,以Fe C2O...
【文章页数】：58 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
1.2.1 锂离子电池的结构
1.2.2 锂离子电池的工作原理
1.3 锂离子电池正极材料研究现状
1.3.1 金属氧化物
1.3.2 聚阴离子型
1.3.3 其他类
1.4 磷酸铁锰锂正极材料研究进展
1.4.1 结构与机理
1.4.2 制备与性能
1.5 本论文研究内容及意义
第2章 实验药品仪器与方法
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验所需药品及材料
2.1.2 实验仪器
2.2 材料物性表征手段
2.2.1 X-射线衍射分析
2.2.2 表面形貌及能谱分析
2.2.3 粒度分布
2.2.4 电感耦合等离子体发射光谱分析
2.2.5 X射线光电子能谱分析
2.3 电极制备及电池装配
2.3.1 正极极片的制备
2.3.2 电解液的配制
2.3.3 电解液电导率测试
2.3.4 纽扣电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 电池性能测试
2.4.2 电化学阻抗测试
2.4.3 线性伏安扫描测试
第3章 磷酸铁锰锂材料的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 固相法制备LiFe0.6Mn0.4PO4/C材料
3.2.2 溶胶凝胶法制备LiFe0.6Mn0.4PO4/C材料
3.2.3 溶胶凝胶法制备LiMnPO4/C材料
3.2.4 电极制备及电池组装
3.3 不同方法制备的LiFe0.6Mn0.4PO4/C的性能
3.3.1 物相分析
3.3.2 形貌分析
3.3.3 循环性能
3.3.4 倍率性能
3.3.5 交流阻抗分析
3.4 LiFe0.6Mn0.4PO4/C与Li Mn PO4/C的性能
3.4.1 物相分析
3.4.2 充放电性能
3.4.3 循环性能
3.4.4 交流阻抗分析
3.5 本章小结
第4章 磷酸铁锰锂与电解液的相容性研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 正极材料制备
4.2.2 不同电解液配制
4.2.3 电极制备及电池装配
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料在电解液中的溶解
4.3.2 电解液的电导率和电化学稳定性
4.3.3 电极表面电镜分析
4.3.4 电极表面XPS测试
4.3.5 循环性能测试
4.3.6 交流阻抗分析
4.3.7 倍率性能测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3848124
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【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的结构
1.2.2 锂离子电池的工作原理
1.3 锂离子电池正极材料研究现状
1.3.1 金属氧化物
1.3.2 聚阴离子型
1.3.3 其他类
1.4 磷酸铁锰锂正极材料研究进展
1.4.1 结构与机理
1.4.2 制备与性能
1.5 本论文研究内容及意义
第2章 实验药品仪器与方法
2.1 实验药品及仪器
2.1.1 实验所需药品及材料
2.1.2 实验仪器
2.2 材料物性表征手段
2.2.1 X-射线衍射分析
2.2.2 表面形貌及能谱分析
2.2.3 粒度分布
2.2.4 电感耦合等离子体发射光谱分析
2.2.5 X射线光电子能谱分析
2.3 电极制备及电池装配
2.3.1 正极极片的制备
2.3.2 电解液的配制
2.3.3 电解液电导率测试
2.3.4 纽扣电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 电池性能测试
2.4.2 电化学阻抗测试
2.4.3 线性伏安扫描测试
第3章 磷酸铁锰锂材料的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 固相法制备LiFe0.6Mn0.4PO4/C材料
3.2.2 溶胶凝胶法制备LiFe0.6Mn0.4PO4/C材料
3.2.3 溶胶凝胶法制备LiMnPO4/C材料
3.2.4 电极制备及电池组装
3.3 不同方法制备的LiFe0.6Mn0.4PO4/C的性能
3.3.1 物相分析
3.3.2 形貌分析
3.3.3 循环性能
3.3.4 倍率性能
3.3.5 交流阻抗分析
3.4 LiFe0.6Mn0.4PO4/C与Li Mn PO4/C的性能
3.4.1 物相分析
3.4.2 充放电性能
3.4.3 循环性能
3.4.4 交流阻抗分析
3.5 本章小结
第4章 磷酸铁锰锂与电解液的相容性研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 正极材料制备
4.2.2 不同电解液配制
4.2.3 电极制备及电池装配
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料在电解液中的溶解
4.3.2 电解液的电导率和电化学稳定性
4.3.3 电极表面电镜分析
4.3.4 电极表面XPS测试
4.3.5 循环性能测试
4.3.6 交流阻抗分析
4.3.7 倍率性能测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3848124
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