聚阴离子型钛基电极材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2021-01-17 01:37

　　聚阴离子型钛基电极材料具有稳定的晶体框架、灵活的充放电平台、循环性能较好等优点,它将是一类极具潜力的锂/钠离子电池电极材料。这类材料的固有缺陷是其电子电导率较低,限制了在大型设备中的广泛应用。其中比较有代表的两种材料是磷酸钛锂和磷酸钛钠材料。本论文主要通过碳包覆和设计特殊结构的手段来提高材料的电子电导率,从而改善材料的电化学性能。第一,利用一步溶剂热法成功合成了碳包覆磷酸钛锂（LiTi2（P04）3/C）复合材料,利用钛酸丁酯同时作为碳源和钛源。探究了多孔结构和碳包覆对磷酸钛锂材料的影响。对材料进行了一系列的物理表征和电化学性能测试后,结果表明在丰富的孔隙和超薄的碳层协同作用下,锂离子的迁移速率和电子电导率得到了显著提高。多孔结构有利于电解液的渗透,提高锂离子的迁移速率。因此,尽管复合材料中碳含量仅有0.495 wt.%,但LTP/C材料依然显示了杰出的循环性能和倍率性能。在0.5 C、1C、2 C、5 C倍率下,它的首次放电比容量依次高达110.2、103.8、101.2和96.9 mAh g-1。即使在20 C大倍率下,其放电比容量依然有84.4 mAh g-1。此外,在10 C大... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２不同电池性能比较图［ｕ］??尽管锂离子电池具有上述优点，但它自身仍存在许多缺陷，还有待改善

?湘潭大学硕士论文材料（ＮａＭ０２）中脱出，经由电解液嵌入到负极材料（硬碳）中，而电子则作为电荷经外电路传输到负极。放电时，Ｎａ＋从负极材料中脱出，在电解液的作又嵌入到正极材料中，电子则再次经外电路传输回到正极，这就是钠离子电一次充放电过程。??

Ｎａ＋嵌入脱出过程中材料结构不会发生坍塌；（２）较高的电子电导率、离子迁移??速率和比容量；（３）稳定的充放电平台，使其输出电压稳定；（４）价格低廉且储??量丰富；（５）制备流程简单且安全。图１．４所示为几种常见的且适用于钠离子电??池的电极材料，还有与之相对应的电压及比容量。其中主要有过渡金属氧化物、??聚阴离子型化合物以及ＮＡＳＩＣＯＮ型化合物等。这几种电极材料都具有平稳的充??放电平台、较稳定的结构以及良好的储钠性能。??（ｂ）??Ｎ＿‘Ｆ?Ｎ一，：．，。：?４５??４Ｖ?Ｎａ＾ＣｏＯ，?４０?＼?ｆ?Ｒ??Ｈ、一：ｉ』參、。；：：?．１??Ｉ?）?｜?｜?看?ｔ?■■■■??＜２?１ＮａＴｉ；（Ｐ０４）３?丨?Ｐ．Ｏ－?ｋ?“ｕ農，．．溆＾?ｉ??１、，』?．１??：：Ｌ??：：Ｌ?？?．．．．．Ｌｔ?＾??５０?１００?１Ｓ０?７００?？＆０?３００?１００?１５０?７００?６００?ＢＯＯ??Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｎｉＡｈ?ｇ?＇）?Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?ｇ?ｌ）??图１．４钠离子电池常见的电极材料的电压（相对金属钠）和比容量图［１９］??１．４聚阴离子型化合物发展概况??正极材料是锂／钠离子电池不可或缺的一部分，它需要满足以下几个特点：??（１）氧化还原电位高，输出电压高；（２）电＋电导率高，比容量高；（３）离子扩散??速度快；（４）充放屯过程中

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]TiO2复合负极材料的制备及电化学性能研究[D]. 陈晓莹.湘潭大学 2017
[2]NASICON型磷酸钛盐的制备及储锂/钠性能研究[D]. 黄志峰.湘潭大学 2016



本文编号：2981934