热压制备碳基锂离子电池阳极材料及表征

发布时间：2017-08-12 22:25

  本文关键词：热压制备碳基锂离子电池阳极材料及表征

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【摘要】：锂离子电池具有高的工作电压、宽的温度应用范围、低的自放电率和环境友好型等优势,自商业化以来得到了迅速的发展,并且已广泛应用于便携式电子产品中。锂离子电池作为一个复杂的储能体系,其电化学性能受到诸多因素影响,例如电极材料、电解液、隔膜和封装技术等等。但目前普遍认为锂离子电池的电极材料对锂离子电池性能起着决定性的作用。近年来,伴随着电动汽车等大型设备的发展,对锂离子电池的功率密度和能量密度提出了更高的要求。当前商业化的锂离子电池阳极材料主要为石墨,其理论容量为372mAhg-1,已不能满足市场的需求。因此,设计和制备高性能的锂离子电池用碳基阳极材料具有重要的意义和应用价值。本论文以金刚烷粉体为前驱体,采用热压烧结技术进行了新型碳材料的合成并对其形貌、结构及电化学性能进行了研究,主要包括以下两个方面:(1)在热压烧结条件下,系统研究了温度、压力和升温速率对碳材料形貌的影响;通过对不同条件下碳材料的表征,研究了温度、压力和升温速率对碳材料结构的影响机制。(2)对所获得的碳材料进行了电化学性能进行测试。半电池的结果表明,首次充放电过程存在较高的不可逆容量的损失,在之后的充放电过程中,该材料具有良好的循环性能。在50mAg-1电流密度下运行200圈之后,该电池依然保有686mAhg-1的比容量。在电流密度2000mAg-1下仍具有221mAhg-1的比容量,且具有较高的倍率性。我们提出的采用热压烧结制备碳材料的方法,手段简单,绿色环保,并可工业化生产。更为重要的是,有可能替代成本较高的MCMB材料。除此之外,这种碳材料除了可以成为电极材料以外,还可以作为吸附材料、润滑剂材料使用。
【关键词】：热压烧结 锂离子电池 碳材料 金刚烷
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-22
• 1.1 锂离子电池8-16
• 1.1.1 锂离子电池简介8-9
• 1.1.2 锂离子电池的优势和工作原理9-10
• 1.1.3 锂离子电池正极材料研究进展10-12
• 1.1.4 阳极碳材料的研究进展12-15
• 1.1.5 常规的热压烧结在碳材料合成中的应用15-16
• 1.2 新型的热压烧结合成技术16-20
• 1.2.1 国产铰链式六面顶液压机16
• 1.2.2 压力和温度的标定16-19
• 1.2.3 传压保温介质19-20
• 1.2.4 新型的热压烧结制备碳材料的优势20
• 1.3 选题思路与意义20-22
• 第二章 碳材料热压烧结的制备及表征22-35
• 2.1 前言22
• 2.2 碳材料热压烧结下的制备22-27
• 2.2.1 实验药品与仪器22-23
• 2.2.2 实验步骤23-27
• 2.3 碳材料热压烧结下的表征27-33
• 2.3.1 热压烧结制备碳材料的XRD分析27-29
• 2.3.2 热压烧结制备碳材料的FT-IR分析29-30
• 2.3.3 热压烧结制备碳材料的拉曼分析30-31
• 2.3.4 热压烧结制备碳材料的SEM分析31
• 2.3.5 热压烧结制备碳材料的TEM分析31-32
• 2.3.6 热压烧结制备碳材料的氮气吸附测试32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第三章 热压烧结制备的碳材料电化学性能研究35-40
• 3.1 引言35
• 3.2 电极片的制作及电池的组装35-36
• 3.2.1 实验药品与仪器35-36
• 3.2.2 实验步骤36
• 3.3 热压烧结碳材料恒流充放电性能测试36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 结论与展望40-41
• 致谢41-42
• 参考文献42-43

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1 许名飞;郭永兴;李新海;吴显明;;锂离子电池气胀问题探析[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

2 王宏伟;邓爽;肖海清;王超;杨宗辉;施亚申;;锂离子电池误使用的安全检测与分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年

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4 张俊乾;;锂离子电池中的扩散应力和破坏[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 康慨;戴受惠;万玉华;王树安;;我国锂离子电池的研究与发展[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

6 张千玉;马晓华;;二甲苯用作锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

7 张千玉;马晓华;;新型锂离子电池过充保护添加剂的研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

8 朱静;于申军;陈志奎;何显能;周永超;李贺;;水分对锂离子电池性能的影响研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

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1 李壮;新国标9月实施锂电池门槛加高[N];中国高新技术产业导报;2005年

2 刘碧玛;动力锂离子电池要抓住发展机遇[N];科技日报;2007年

3 记者　陈颖;深圳锂电产量已占全国六成[N];深圳特区报;2006年

4 实习记者 徐恒邋记者 诸玲珍;锂离子电池安全受关注 新材料研究是热点[N];中国电子报;2008年

5 徐恒 诸玲珍;锂离子电池安全备受关注[N];中国有色金属报;2008年

6 李燕京;锂离子电池国标年内将出台[N];中国消费者报;2008年

7 本报记者 冯健;动力锂离子电池：安全性制约应用[N];中国电子报;2009年

8 新材料在线首席研究员 李国强;锂离子电池产业:中日韩三分天下[N];中国电子报;2004年

9 金信;全国最大的锂离子电池生产基地在津建成[N];中国机电日报;2002年

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1 刘金龙;锂离子电池高性能富锂锰基正极材料的研究[D];复旦大学;2014年

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