溶胶凝胶法制备Li 2 MnSiO 4 /C正极材料及其性能研究
发布时间：2022-11-01 21:17
硅酸盐类正极材料由于其成本低廉、安全性能良好、环境友好和电化学性能较好等优点,更重要的是其理论容量较高,在锂离子电池领域受到了科学家们广泛的关注。硅酸锰锂（Li2MnSiO4）正极材料就是其中的代表,最高理论容量达到333 mA/g。本研究采用溶胶凝胶法制备Li2MnSiO4正极材料,并通过包覆不同的碳源（葡萄糖、蔗糖和液态聚丙烯腈LPAN）,添加分散剂聚乙二醇（PEG）以及金属镍离子（Ni2+）掺杂等方法,对Li2MnSiO4材料固有的导电率差、离子迁移率低和循环性能差进行改性研究。通过热重分析（TG）、X射线粉末衍射仪（XRD）、扫面电子显微镜（SEM）、恒流充放电实验和电化学阻抗等测试手段对Li2MnSiO4正极材料进行结构与性能的表征分析,分别对Li2MnSiO4正极材料的预烧温度、烧结温度与烧结时间、添加不同的碳源与比例、添加不同量的分散剂聚乙二醇（PEG）以及掺杂不同比例的Ni2+等对材料的晶体结构和电化学性能的影响进行研究。（1）采用醋酸锂、醋酸锰和正硅酸乙酯作为原料,醋酸为催化剂,通过溶胶凝胶法制备Li2MnSiO4正极材料前躯体,然后在氩气气氛中烧结得到Li2MnSi...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池负极材料
1.2.2 锂离子电池电解液
1.2.3 锂离子电池正极材料
1.3 聚阴离子型硅酸盐正极材料
1.3.1 硅酸铁锂（Li_2FeSiO_4）
1.3.2 硅酸锰锂（Li_2MnSiO_4）
1.3.3 Li_2MnSiO_4的合成方法
1.3.4 Li_2MnSiO_4的改性方法
1.4 本论文研究目的、主要研究内容和创新点
1.4.1 本论文研究目的
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 创新点
第2章 实验材料和测试方法
2.1 实验药品
2.2 实验设备
2.3 材料的性能测试和结构表征
2.3.1 同步热分析测试（TG）
2.3.2 X-射线衍射测试（XRD）
2.3.3 扫描电镜测试（SEM）
2.3.4 透射电子显微镜（TEM）
2.3.5 恒流充放电测试
2.3.6 交流阻抗谱测试（EIS）
第3章 溶胶凝胶法制备Li_2MnSiO_4正极材料及其性能研究
3.1 引言
3.2 Li_2MnSiO_4正极材料前躯体的制备
3.3 Li_2MnSiO_4正极材料结构和性能表征
3.3.1 同步热分析（TG）表征
3.3.2 X-射线粉末衍射（XRD）表征
3.3.3 恒流充放电电化学性能表征
3.4 本章小结
第4章 溶胶凝胶法制备不同碳源包覆Li_2MnSiO_4正极材料及其性能研究
4.1 引言
4.2 溶胶凝胶法制备葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4正极材料
4.2.1 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4预烧温度的研究
4.2.2 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4烧结温度的研究
4.2.3 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4烧结时间的研究
4.2.4 不同葡萄糖比例包覆Li_2MnSiO_4的研究
4.2.5 葡萄糖包覆改性Li_2MnSiO_4正极材料的结果
4.3 溶胶凝胶法制备蔗糖包覆Li_2MnSiO_4正极材料
4.3.1 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4预烧温度的研究
4.3.2 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4烧结温度的研究
4.3.3 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4烧结时间的研究
4.3.4 不同蔗糖比例包覆Li_2MnSiO_4的研究
4.3.5 蔗糖包覆改性Li_2MnSiO_4正极材料的结果
4.4 溶胶凝胶法制备聚丙烯腈（LPAN）包覆Li_2MnSiO_4正极材料
4.4.1 LPAN包覆Li_2MnSiO_4预烧温度的研究
4.4.2 LPAN包覆Li_2MnSiO_4烧结温度的研究
4.4.3 LPAN包覆Li_2MnSiO_4烧结时间的研究
4.4.4 不同比例LPAN包覆Li_2MnSiO_4的研究
4.4.5 LPAN包覆改性Li_2MnSiO_4正极材料的结果
4.5 三种碳源包覆对Li_2MnSiO_4/C正极材料的影响
4.5.1 三种碳源包覆Li_2MnSiO_4/C正极材料晶体结构的影响
4.5.2 三种碳源对Li_2MnSiO_4/C正极材料晶体形貌的影响
4.5.3 三种碳源对Li_2MnSiO_4/C正极材料电化学性能的影响
4.5.4 三种碳源对Li_2MnSiO_4/C正极材料阻抗的影响
4.6 本章小结
第5章 聚乙二醇改性Li2Mn SiO4/C正极材料及其性能研究
5.1 引言
5.2 聚乙二醇的热重分析（TG）谱图
5.3 聚乙二醇改性Li_2MnSiO_4/C正极材料的制备
5.4 聚乙二醇改性Li_2MnSiO_4/C正极材料结构和性能表征
5.4.1 扫描电子显微镜（SEM）表征
5.4.2 X-射线粉末衍射（XRD）表征
5.4.3 恒流充放电电化学性能表征
5.4.4 交流阻抗（EIS）表征
5.5 本章小结
第6章 Ni~(2+)掺杂改性Li_2MnSiO_4/C正极材料及其性能研究
6.1 引言
6.2 Ni~(2+)掺杂Li_2Ni_xMn_(1-x)SiO_4/C正极材料的制备
6.3 Ni~(2+)掺杂Li_2Ni_xMn_(1-x)SiO_4/C正极材料结构和性能表征
6.3.1 X-射线粉末衍射（XRD）表征
6.3.2 扫描电子显微镜（SEM）表征
6.3.3 恒流充放电电化学性能表征
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3700114
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池负极材料
1.2.2 锂离子电池电解液
1.2.3 锂离子电池正极材料
1.3 聚阴离子型硅酸盐正极材料
1.3.1 硅酸铁锂（Li_2FeSiO_4）
1.3.2 硅酸锰锂（Li_2MnSiO_4）
1.3.3 Li_2MnSiO_4的合成方法
1.3.4 Li_2MnSiO_4的改性方法
1.4 本论文研究目的、主要研究内容和创新点
1.4.1 本论文研究目的
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 创新点
第2章 实验材料和测试方法
2.1 实验药品
2.2 实验设备
2.3 材料的性能测试和结构表征
2.3.1 同步热分析测试（TG）
2.3.2 X-射线衍射测试（XRD）
2.3.3 扫描电镜测试（SEM）
2.3.4 透射电子显微镜（TEM）
2.3.5 恒流充放电测试
2.3.6 交流阻抗谱测试（EIS）
第3章 溶胶凝胶法制备Li_2MnSiO_4正极材料及其性能研究
3.1 引言
3.2 Li_2MnSiO_4正极材料前躯体的制备
3.3 Li_2MnSiO_4正极材料结构和性能表征
3.3.1 同步热分析（TG）表征
3.3.2 X-射线粉末衍射（XRD）表征
3.3.3 恒流充放电电化学性能表征
3.4 本章小结
第4章 溶胶凝胶法制备不同碳源包覆Li_2MnSiO_4正极材料及其性能研究
4.1 引言
4.2 溶胶凝胶法制备葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4正极材料
4.2.1 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4预烧温度的研究
4.2.2 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4烧结温度的研究
4.2.3 葡萄糖包覆Li_2MnSiO_4烧结时间的研究
4.2.4 不同葡萄糖比例包覆Li_2MnSiO_4的研究
4.2.5 葡萄糖包覆改性Li_2MnSiO_4正极材料的结果
4.3 溶胶凝胶法制备蔗糖包覆Li_2MnSiO_4正极材料
4.3.1 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4预烧温度的研究
4.3.2 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4烧结温度的研究
4.3.3 蔗糖包覆Li_2MnSiO_4烧结时间的研究
4.3.4 不同蔗糖比例包覆Li_2MnSiO_4的研究
4.3.5 蔗糖包覆改性Li_2MnSiO_4正极材料的结果
4.4 溶胶凝胶法制备聚丙烯腈（LPAN）包覆Li_2MnSiO_4正极材料
4.4.1 LPAN包覆Li_2MnSiO_4预烧温度的研究
4.4.2 LPAN包覆Li_2MnSiO_4烧结温度的研究
4.4.3 LPAN包覆Li_2MnSiO_4烧结时间的研究
4.4.4 不同比例LPAN包覆Li_2MnSiO_4的研究
4.4.5 LPAN包覆改性Li_2MnSiO_4正极材料的结果
4.5 三种碳源包覆对Li_2MnSiO_4/C正极材料的影响
4.5.1 三种碳源包覆Li_2MnSiO_4/C正极材料晶体结构的影响
4.5.2 三种碳源对Li_2MnSiO_4/C正极材料晶体形貌的影响
4.5.3 三种碳源对Li_2MnSiO_4/C正极材料电化学性能的影响
4.5.4 三种碳源对Li_2MnSiO_4/C正极材料阻抗的影响
4.6 本章小结
第5章 聚乙二醇改性Li2Mn SiO4/C正极材料及其性能研究
5.1 引言
5.2 聚乙二醇的热重分析（TG）谱图
5.3 聚乙二醇改性Li_2MnSiO_4/C正极材料的制备
5.4 聚乙二醇改性Li_2MnSiO_4/C正极材料结构和性能表征
5.4.1 扫描电子显微镜（SEM）表征
5.4.2 X-射线粉末衍射（XRD）表征
5.4.3 恒流充放电电化学性能表征
5.4.4 交流阻抗（EIS）表征
5.5 本章小结
第6章 Ni~(2+)掺杂改性Li_2MnSiO_4/C正极材料及其性能研究
6.1 引言
6.2 Ni~(2+)掺杂Li_2Ni_xMn_(1-x)SiO_4/C正极材料的制备
6.3 Ni~(2+)掺杂Li_2Ni_xMn_(1-x)SiO_4/C正极材料结构和性能表征
6.3.1 X-射线粉末衍射（XRD）表征
6.3.2 扫描电子显微镜（SEM）表征
6.3.3 恒流充放电电化学性能表征
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3700114
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3700114.html
教材专著
