锂离子电池正极材料LiFePO 4 /C的制备及其水溶液中电化学性能的研究
发布时间：2023-02-18 16:42
与传统有机电解液系统的锂离子电池相比,以锂盐水溶液做电解液的锂离子电池,由于其价格低廉、对环境无污染,高功率以及安全性能高等优点,成为极具发展潜力的新一代储能系统。磷酸铁锂因其在水溶液中表现出优良的脱嵌锂性能,同时又具有良好的安全性、对环境无污染以及成本较低等优点,被认为是最有希望应用于水系锂电的正极材料之一。但是作为电极材料,离子扩散较慢以及导电性能较差都严重影响其电化学性能。目前人们主要通过碳包覆、离子掺杂以及控制形貌等方法来提高材料的离子扩散速率和电导率,从而改善其电化学性能。本文主要采用简单反应途径制备前驱体,将前驱体与碳源(PVP)混合经过高温焙烧,最终制备出LiFePO4/C复合材料,通过三电极体系,在硫酸锂的水溶液中测试其电化学性能,研究电解液浓度、形貌以及碳含量对LiFePO4/C电化学性能的影响。主要研究工作如下：1.通过简单的沉淀法,合成具有不同形貌的前驱体,详细探究了实验条件如AA和PVP的浓度、反应温度以及反应时间对前驱体形貌的影响。在反应物LiOH、H3PO4和FeSO4浓度分别为0.06 mol·L-1,0.02mol·L-1和0.02 mol·L-1, A...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池正极材料
1.2.3 锂离子电池负极材料
1.2.4 水系可充电锂离子电池
1.3 橄榄石型正极材料磷酸铁锂
1.3.1 磷酸铁锂的结构参数
1.3.2 磷酸铁锂的充放电过程
1.3.3 磷酸铁锂的制备方法
1.3.4 磷酸铁锂的改性研究
1.3.4.1 LiFePO4碳包覆
1.3.4.2 LiFePO4的掺杂
1.3.4.3 LiFePO4形貌控制
1.4 本论文的主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 材料表征技术
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.3.4 热重(TGA)分析
2.4 电化学测试技术
2.4.1 循环伏安测试(CV)
2.4.2 恒流充放电测试
第三章 圆盘状LiFePO4/C复合材料的可控合成研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体(P1、P2)的形貌及物相
3.3.2 AA和PVP的含量对前驱体形貌的影响
3.3.3 反应时间对前驱体形貌的影响
3.3.4 不同反应温度对前驱体形貌的影响
3.3.5 抗坏血酸(AA)的氧化对前驱体形貌的影响
3.3.6 LiFePO4/C的形貌和物相
3.4 本章小结
第四章 LiFePO4/C复合材料水溶液中电化学性能的研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同浓度的Li2SO4水溶液对LiFePO4/C电化学性能的影响
4.3.1.1 MD-LFP在不同浓度Li2SO4水溶液中的循环伏安图
4.3.1.2 充放电测试
4.3.2 不同形貌LiFePO4/C复合材料在水溶液中的电化学性能
4.3.2.1 不同形貌的LiFePO4/C的循环伏安图
4.3.2.2 充放电性能测试
4.4 本章小结
第五章 以铁粉为铁源一锅法制备LiFePO4/C
5.1 引言
5.2 实验过程
5.3 结果与讨论
5.3.1 前驱体及产物LiFePO4/C的形貌和物相分析
5.3.2 碳含量的分析
5.3.3 不同碳含量LiFePO4/C复合材料在水溶液中的电化学性能
5.3.3.1 不同扫速下的循环伏安图
5.3.3.2 充放电测试
5.4 本章小结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果
攻读硕士学位论文诚信承诺书
本文编号：3745326
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池
1.2.1 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池正极材料
1.2.3 锂离子电池负极材料
1.2.4 水系可充电锂离子电池
1.3 橄榄石型正极材料磷酸铁锂
1.3.1 磷酸铁锂的结构参数
1.3.2 磷酸铁锂的充放电过程
1.3.3 磷酸铁锂的制备方法
1.3.4 磷酸铁锂的改性研究
1.3.4.1 LiFePO4碳包覆
1.3.4.2 LiFePO4的掺杂
1.3.4.3 LiFePO4形貌控制
1.4 本论文的主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 材料表征技术
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.3.4 热重(TGA)分析
2.4 电化学测试技术
2.4.1 循环伏安测试(CV)
2.4.2 恒流充放电测试
第三章 圆盘状LiFePO4/C复合材料的可控合成研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体(P1、P2)的形貌及物相
3.3.2 AA和PVP的含量对前驱体形貌的影响
3.3.3 反应时间对前驱体形貌的影响
3.3.4 不同反应温度对前驱体形貌的影响
3.3.5 抗坏血酸(AA)的氧化对前驱体形貌的影响
3.3.6 LiFePO4/C的形貌和物相
3.4 本章小结
第四章 LiFePO4/C复合材料水溶液中电化学性能的研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同浓度的Li2SO4水溶液对LiFePO4/C电化学性能的影响
4.3.1.1 MD-LFP在不同浓度Li2SO4水溶液中的循环伏安图
4.3.1.2 充放电测试
4.3.2 不同形貌LiFePO4/C复合材料在水溶液中的电化学性能
4.3.2.1 不同形貌的LiFePO4/C的循环伏安图
4.3.2.2 充放电性能测试
4.4 本章小结
第五章 以铁粉为铁源一锅法制备LiFePO4/C
5.1 引言
5.2 实验过程
5.3 结果与讨论
5.3.1 前驱体及产物LiFePO4/C的形貌和物相分析
5.3.2 碳含量的分析
5.3.3 不同碳含量LiFePO4/C复合材料在水溶液中的电化学性能
5.3.3.1 不同扫速下的循环伏安图
5.3.3.2 充放电测试
5.4 本章小结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果
攻读硕士学位论文诚信承诺书
本文编号：3745326
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3745326.html
