聚吡咯/部分还原氧化石墨烯复合材料作为锂/钾离子电池正极材料
发布时间：2021-11-17 05:13
近些年来由于能源汽车的兴起,对锂离子电池有着更高的要求。而由于近年来锂离子电池的大量使用,导致Co、Li盐的价格上涨,因此寻求新型电池材料成为发展的新方向。本论文通过正交实验,探索得到用氧化聚合法合成电性能最佳的聚吡咯/部分还原氧化石墨烯复合材料（PPY-pRGO）的最优合成条件。通过XRD、TGA、FTIR、Raman、XPS、SEM和TEM对材料的结构进行表征。将PPY-pRGO复合材料作为锂/钾离子电池正极材料,通过充放电测试、CV、EIS等测试手段表征其电化学性能。（一）正交实验设计制备聚吡咯/部分还原氧化石墨烯。采用四因素三水平的实验方案,其四因素分别为:氧化石墨浓度、吡咯用量、超声时间及反应温度。经过九组正交实验,采用四因素为自变量,材料循环200圈之后的容量为因变量,通过SPSS软件分析,确定最佳合成条件为:氧化石墨浓度取1 mg/mL,吡咯取200mL,超声时间为8 h及反应温度为353 K。（二）探究PPY-pRGO的结构组成、电化学性能及储锂机理的研究。通过表征得到PPY包覆在氧化石墨（GO）表面,且与GO表面含氧官能团进行反应。PPY-pRGO在100 mAh g...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子正极材料的发展历程
图 1-2 （a）三元锂电池内部结构图（南孚电池仅为示意）；（b）锂离子电池成本结构图；（c）CR 2016 扣式半电池组件Fig. 1-2 (a) The internal structure diagram of ternary lithium battery (Excell is only aschematic diagram); (b) Cost structure diagram of lithium ion battery; (c) CR 2016 buttonhalf-battery pack1.2.3 锂离子电池的工作原理图 1-3 中形象地表达了以钴酸锂（LiCoO2）为正极材料，石墨（C）为负极材料时锂离子电池（LIBs）的工作原理。充电时，LiCoO2的 Co 由+3 价被氧化成+4 价。Li+发生脱嵌，从隔膜穿过到负极，嵌入负极材料石墨层间。放电时，Li+从石墨脱嵌，通过隔膜嵌入到正极材料中，Li1-xCoO2的 Co 由+4 价被还原成+3 价。因锂离子电池在工作中，Li+在正负极之间来回穿梭，用一种日常的现象来形容就是像椅子一样来回摇摆，故也有“摇椅电池”的称号。
钴酸锂正极和石墨负极的充放电过程及反应方/discharge process and reaction equation for LIBs and graphite anode[25]的当前优缺点类电池中脱颖而出得到人们的青睐，也作为动下优点：高：单体电池的工作电压范围高达 3.6~3.9V，，电压比其高 2 倍。大：当前锂离子电池的比能量已经高达 150 W是镍镉电池的 2 倍。长：锂离子电池在 1C 的倍率下放电，其循环寿池以 0.5 C 的倍率下放电，其循环寿命还小于
【参考文献】：
期刊论文
[1]高分辨扫描透射电子显微镜原理及其应用[J]. 贾志宏,丁立鹏,陈厚文. 物理. 2015(07)
[2]超声辅助原位聚合聚吡咯/石墨烯纳米复合材料的制备及其性能研究[J]. 黄方麟,章健,柯星宇,范萍,曹征,钟明强. 塑料工业. 2015(02)
[3]锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 邹邦坤,丁楚雄,陈春华. 中国科学:化学. 2014(07)
[4]聚吡咯/还原氧化石墨烯复合物的合成及电容性能[J]. 张海英,胡中爱,张富海,梁鹏举,张亚军,杨玉英,张子瑜,吴红英. 应用化学. 2012(06)
[5]锂离子电池正极材料聚吡咯的性能[J]. 张爱勤,王力臻,张勇. 电池. 2008(02)
[6]低热固相反应法制备锂离子电池正极材料LiCoO2[J]. 唐新村,何莉萍,陈宗璋,刘继进,赖琼林,贾殿赠. 功能材料. 2002(02)
[7]酒石酸法合成的LiCoO2的结构及其二次锂电池行为研究[J]. 章福平. 电化学. 1995(03)
本文编号：3500266
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子正极材料的发展历程
图 1-2 （a）三元锂电池内部结构图（南孚电池仅为示意）；（b）锂离子电池成本结构图；（c）CR 2016 扣式半电池组件Fig. 1-2 (a) The internal structure diagram of ternary lithium battery (Excell is only aschematic diagram); (b) Cost structure diagram of lithium ion battery; (c) CR 2016 buttonhalf-battery pack1.2.3 锂离子电池的工作原理图 1-3 中形象地表达了以钴酸锂（LiCoO2）为正极材料，石墨（C）为负极材料时锂离子电池（LIBs）的工作原理。充电时，LiCoO2的 Co 由+3 价被氧化成+4 价。Li+发生脱嵌，从隔膜穿过到负极，嵌入负极材料石墨层间。放电时，Li+从石墨脱嵌，通过隔膜嵌入到正极材料中，Li1-xCoO2的 Co 由+4 价被还原成+3 价。因锂离子电池在工作中，Li+在正负极之间来回穿梭，用一种日常的现象来形容就是像椅子一样来回摇摆，故也有“摇椅电池”的称号。
钴酸锂正极和石墨负极的充放电过程及反应方/discharge process and reaction equation for LIBs and graphite anode[25]的当前优缺点类电池中脱颖而出得到人们的青睐，也作为动下优点：高：单体电池的工作电压范围高达 3.6~3.9V，，电压比其高 2 倍。大：当前锂离子电池的比能量已经高达 150 W是镍镉电池的 2 倍。长：锂离子电池在 1C 的倍率下放电，其循环寿池以 0.5 C 的倍率下放电，其循环寿命还小于
【参考文献】：
期刊论文
[1]高分辨扫描透射电子显微镜原理及其应用[J]. 贾志宏,丁立鹏,陈厚文. 物理. 2015(07)
[2]超声辅助原位聚合聚吡咯/石墨烯纳米复合材料的制备及其性能研究[J]. 黄方麟,章健,柯星宇,范萍,曹征,钟明强. 塑料工业. 2015(02)
[3]锂离子电池三元正极材料的研究进展[J]. 邹邦坤,丁楚雄,陈春华. 中国科学:化学. 2014(07)
[4]聚吡咯/还原氧化石墨烯复合物的合成及电容性能[J]. 张海英,胡中爱,张富海,梁鹏举,张亚军,杨玉英,张子瑜,吴红英. 应用化学. 2012(06)
[5]锂离子电池正极材料聚吡咯的性能[J]. 张爱勤,王力臻,张勇. 电池. 2008(02)
[6]低热固相反应法制备锂离子电池正极材料LiCoO2[J]. 唐新村,何莉萍,陈宗璋,刘继进,赖琼林,贾殿赠. 功能材料. 2002(02)
[7]酒石酸法合成的LiCoO2的结构及其二次锂电池行为研究[J]. 章福平. 电化学. 1995(03)
本文编号：3500266
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3500266.html
