VO 2 （B）的溶剂热制备及电化学性能研究

发布时间：2022-12-09 06:13

　　镁可充电池有望成为下一代新型高能绿色二次电池。具有高工作电压和高比能量的正极材料是镁可充电池的发展方向。VO₂（B）正极材料因有较高的理论比容量和工作电压,已被广泛研究用作锂可充电池正极材料,是一种很有潜力的正极材料。本文采用溶剂热法制备了VO₂（B）电极材料,考察了VO₂（B）作为镁可充电池正极材料的电化学性能,从动力学角度阐释了VO₂（B）的电化学脱嵌镁机制。首先,构建了VO₂（B）的溶剂热制备方法。研究不同溶剂热温度、溶剂热反应时间和干燥方法对产物电化学性能的影响;采用XRD,FESEM对最优制备条件下电极材料进行了结构和形貌表征。结果表明,180℃、6h、鼓风干燥条件下制得的VO₂（B）纳米片具有最优的电化学脱/嵌镁性能。其次,采用电化学技术研究了VO₂（B）正极材料的电化学性能及机制。在0.1A/g下,VO₂（B）正极材料在-1~1V（vs.Ag⁺/Ag）和-1~0.2V（vs.A... 

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁可充电池的研究现状
        1.2.1 镁可充电池的工作原理
        1.2.2 镁可充电池正极材料
    1.3 VO_2作为电池正极材料的研究现状
        1.3.1 VO_2的结构
        1.3.2 VO_2作为锂电池正极材料的研究现状
        1.3.3 金属离子嵌入到钒氧化物中的理论计算
    1.4 主要研究内容
2 实验方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 集流体的制备
    2.3 电极极片的制备
    2.4 有机电解液的制备
    2.5 材料的表征
        2.5.1 X射线衍射分析
        2.5.2 场发射扫描电子显微镜
    2.6 电化学性能测试
        2.6.1 循环伏安测试
        2.6.2 恒电流充放电测试
        2.6.3 循环伏安法测定Mg2+在VO_2(B)中的扩散系数
        2.6.4 交流阻抗测试
3 结果与讨论
    3.1 VO_2(B)的制备方法
    3.2 制备条件对材料电化学性能的影响
        3.2.1 溶剂热温度对产物的影响
        3.2.2 溶剂热时间对材料电化学性能的影响
        3.2.3 干燥方法对材料的电化学性能的影响
    3.3 最优制备条件下的材料表征
        3.3.1 最优制备条件下的材料XRD分析
        3.3.2 最优制备条件下的材料形貌分析
        3.3.3 VO_2(B)正极材料的电化学性能研究
4 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.攻读硕士学位期间发表的论文
    B.攻读硕士学位期间取得的专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced lithium storage of mesoporous vanadium dioxide（B） nanorods by reduced graphene oxide support[J]. Thummala Jayalakshmi,Kottam Nagaraju,Ganganagappa Nagaraju.  Journal of Energy Chemistry. 2018(01)
[2]二氧化钒热致相变材料的制备及研究进展[J]. 嵇海宁,刘东青,程海峰,张朝阳,郑文伟.  兵器材料科学与工程. 2016(06)
[3]可充镁电池正极材料研究进展[J]. 郑育培,努丽燕娜,杨军,陈强,王久林.  化工进展. 2011(05)
[4]纳米VO2粉体的制备及性能和应用[J]. 黄维刚,林华,涂铭旌.  表面技术. 2004(01)
[5]液相沉淀法制备VO2纳米粉及晶化过程研究[J]. 徐时清,赵康,谷臣清,马红萍.  稀有金属材料与工程. 2003(07)
[6]镁离子二次电池正极“嵌入”材料研究评述[J]. 张海朗,王文继.  功能材料. 2003(02)
[7]溶剂热合成纳米功能材料研究进展[J]. 王敦青.  德州学院学报(自然科学版). 2002(02)
[8]VO2纳米粉末的无机溶胶-凝胶法合成及表征[J]. 徐时清,赵康,谷臣清.  稀有金属. 2002(03)
[9]非氧化物纳米材料的溶剂热合成[J]. 钱逸泰,谢毅,唐凯斌.  中国科学院院刊. 2001(01)

博士论文
[1]二氧化钒纳米材料的水热合成、物相演化和相变性能[D]. 钟莉.中国科学技术大学 2017

硕士论文
[1]磷酸铁锂电极界面反应机制研究[D]. 王利.中国矿业大学 2016
[2]可充镁电池电解液的研究[D]. 非路热.吐尔逊.上海交通大学 2015



本文编号：3714993