纳米锰酸锂及锰酸锂/石墨烯复合物的制备与电化学性质研究

发布时间：2021-10-27 14:28

　　锂离子电池作为一种安全、便携的储能装置,是目前最贴近人们日常生活的一种新能源。相较于早先出现的干电池、铅蓄电池、镍氢电池等,锂离子电池在工作电压、比容量、使用寿命、安全性等方面有着明显的优势,因此,几乎所有的电动汽车都以锂离子电池作为动力源。但是,目前锂离子电池的容量与功率仍需进一步的提高。本硕士论文以锰酸锂正极材料为研究对象,通过其纳米粉体的合成及与石墨烯的复合,以此提高锰酸锂作为锂离子电池正极材料的电化学性质。首先,以高锰酸钾为锰源,氢氧化锂为锂源,抗坏血酸为还原剂,利用水热法在140-200℃,1-7小时下合成锰酸锂粉体。研究了水热温度,时间,原料配比对合成锰酸锂纯度的影响规律并分析了其微观结构。进一步研究了其在0.1-5C充放电倍率下的电化学性质。结果表明:180℃保温5小时,高锰酸钾与抗坏血酸的物质的量比为5:3,是该水热体系制备锰酸锂的最佳条件。所得锰酸锂的颗粒尺寸分布均一,约为50 nm,且具有单晶结构特征。其不需焙烧处理即可在5 C充放电倍率下表现出95 m A h g-1的可逆比容量,并且循环100次之后可逆比容量仍然可以达到82 mA h g-1。接着,以高锰酸钾与... 

【文章来源】：陕西科技大学陕西省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池原理图

λ-MnO2的X射线衍射图谱与锰酸子与氧离子的空间排布与锰酸锂锰酸锂中应该存在有可供锂离子ray、J. Goodenough等人通过系统子电池”这一概念还未被提出）此揭开了锰酸锂作为锂离子电池石结构的离子晶体，其晶体点群格常数约为普通面心立方晶体(fc方单元组成。这八个立方单元可的类型，共棱的两个立方单元的其中锂离子 8 个，锰离子 16 个（酸锂的离子中，32 个氧离子以立 1/2 个由氧离子构成的八面体的间成的四面体的间隙位置，即 8a位

率性能的导电添加剂。目前，关于如何利用石墨烯提高锂离研究主要集中在制备石墨烯与正极材料的复合物方面。而制的研究也分为两个方面：一、直接物理混合[71-73]；二、利用料的复合物[74-86]。理混合法制备石墨烯与正极材料的复合物方面，一种方法是然后在惰性气体中对其进行退火处理，在退火过程中 GO然可以制备 RGO 与正极材料的复合物，但是也存在着一些很容易与正极材料发生还原反应，导致复合失败。另外一种GO，然后再与正极材料复合，这种方法虽然避免了高温下 ，但是在 GO 还原的过程中，RGO 的团聚是不可避免的，料的均匀复合。学法制备石墨烯与正极材料的复合物方面，有一种复合途径。原位复合的机理是，由于 GO 的表面含有有机官能团，其，这样金属阳离子会通过静电作用吸附在 GO 的表面，并在素的颗粒，其机理图如图 1-3 所示：

【参考文献】：
期刊论文
[1]Nanoarchitectured LiMn2O4/Graphene/ZnO Composites as Electrodes for Lithium Ion Batteries[J]. Saad Aziz,Jianqing Zhao,Carrington Cain,Ying Wang.  Journal of Materials Science & Technology. 2014(05)
[2]石墨烯/尖晶石LiMn2O4纳米复合材料制备及电化学性能[J]. 崔永丽,徐坤,袁铮,谢仁箭,朱光林,庄全超,强颖怀.  无机化学学报. 2013(01)
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本文编号：3461792