纳米材料在高比能锂离子电池负极材料中的应用

发布时间：2019-09-19 07:33

【摘要】：锂离子电池以其显著的优势有望在众多领域代替传统的化石能源,应用于大型动力电池、储能电池中,从而缓解目前困扰全世界的能源与环境问题。研发高性能的锂离子电池电极材料成为满足日益增长的高能量密度锂离子电池需求的重要任务之一。本论文以开发高容量、高倍率、长寿命、高能量密度锂电池负极材料为中心,通过设计与调控材料纳米结构,制备了性能优异的过渡金属三元氧化物,成功获得了长循环寿命、高倍率性能。本论文的主要研究内容包括以下两个方面： (一)六边形钒酸锌纳米片的制备及其在锂离子电池负极中的运用通过一种便捷,环保,无模板的方法合成了六边形钒酸锌二维纳米片。研究了反应温度对其形貌的影响,并用SEM, TEM, XRD, TGA等手段对其进行表征。通过锂离子电池的组装,研究其在锂离子电池负极材料中的应用。实验表明,该材料具有良好的锂电池性能,在200mA/g的充放电电流密度下循环150圈后容量高达1100mAh/g,同时具有良好的循环稳定性和倍率性。通过循环伏安曲线和XPS,分析了该材料在锂电池充放电过程中的反应。最后,通过与钒酸锌纳米颗粒的性能进行对比并分析了钒酸锌的晶体结构,指出了钒酸锌纳米片作为锂电池负极材料性能出众的可能原因。 (二)钒酸锰纳米片的制备以及其在锂离子电池负极中的运用利用氯化锰和偏钒酸铵作为原料,应用水热的方法合成了二维的钒酸锰纳米片。并用SEM, TEM, XRD, BET等手段对其进行表征。通过锂离子电池的组装,研究其在锂离子电池负极材料中的应用。实验表明,该材料具有良好的充放电性能、循环稳定性和倍率性。通过循环伏安曲线分析了该材料在锂电池充放电过程中的反应,最后通过对比钒酸锰粉体的性能、比表面积、交流阻抗以及分析钒酸锰的晶体结构,提出了钒酸锰纳米片作为锂电池负极材料性能出众的可能原因。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM912;TB383.1

【参考文献】