金属磷化物作为锂离子电池负极材料的研究
发布时间：2021-10-02 06:29
锂离子电池因其能量高、环保、无记忆效应而被广泛地应用于汽车、手机、电脑、相机等电子设备。目前,石墨被用作商业化的负极材料,其理论容量较低(372 mAh g-1),远远不能满足人们对日常生活中高容量的要求。为了提高锂离子电池的性能,研究者已经制备出各种锂离子电池负极材料,如金属合金、金属氧化物、金属硫化物、金属磷化物等。其中,金属磷化物因具有较高的理论容量和低极化的优点而备受关注。然而,金属磷化物电导率较低,并且在锂离子电池充放电过程中,容易体积膨胀致使容量快速衰减,从而阻碍了其发展。针对以上问题,本文主要以金属（Ni、Sn、Fe）基磷化物为研究主体,从控制其微观形貌、与碳材料复合的角度展开研究以增强金属磷化物的导电性及缓冲其充放电过程中的体积膨胀,从而提高电化学性能。具体研究内容如下:（1）通过冷冻干燥和低温磷化的方法,将SnxPy(Sn4P3,SnP0.94)纳米粒子可控合成在三维氮掺杂的碳纳米网（3D N-CN）上（其最终产物记为Snx
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池的工作原理示意图
图 3.1 SnxPy/C 的形成机理Figure 3.1 Schematic diagram for preparation of SnxPy/C的物相及形貌分析线衍射 （XRD）、拉曼光谱分析三种不同浓度的 SnCl4溶液条件下制备的最终产物进行了 X 射线衍 3.2a 所示，SnxPy/C-1 和 SnxPy/C-2 的衍射峰分与 SnP0.94（JCPDS01）和 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰一致。SnxPy/C纯相 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰重合。此外，利究了样品中碳的结晶程度。在图 3.2b 中，所有样品均在波数约为 131处有两个峰，分别对应碳材料的 D 峰和 G 峰。ID/IG（D 峰强度与 G）反映碳的结晶程度[74]。从图 3.2b 中可以看出 D 峰峰值大于 G 峰样品中的碳主要是无序的碳，其由 N、Sn、P 元素的掺杂引起的[75]
图 3.1 SnxPy/C 的形成机理Figure 3.1 Schematic diagram for preparation of SnxPy/C3.4 样品的物相及形貌分析3.4.1 X 射线衍射 （XRD）、拉曼光谱分析对在三种不同浓度的 SnCl4溶液条件下制备的最终产物进行了 X 试。如图 3.2a 所示，SnxPy/C-1 和 SnxPy/C-2 的衍射峰分与 SnP0.94（no.80-1201）和 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰一致。S衍射峰与纯相 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰重合。此曼光谱研究了样品中碳的结晶程度。在图 3.2b 中，所有样品均在波数约1570 cm-1处有两个峰，分别对应碳材料的 D 峰和 G 峰。ID/IG（D 峰强度度的比值）反映碳的结晶程度[74]。从图 3.2b 中可以看出 D 峰峰值大于说明这些样品中的碳主要是无序的碳，其由 N、Sn、P 元素的掺杂引起
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种锂电池正极材料的发展与比较[J]. 堵莎莎,袁金丽,张亚,孙永明,曹恒喜. 当代化工研究. 2018(11)
[2]锂离子电池的负极材料的研究状况及未来发展[J]. 王洪飞,谢安清. 当代化工研究. 2018(02)
[3]浅谈我国能源结构现状及对策[J]. 黄佐菊. 石化技术. 2018(03)
[4]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[5]锂离子电池电解液研究进展[J]. 唐子威,侯旭,裴波,郭向峰,胡旦. 船电技术. 2017(06)
[6]能源结构的发展现状及其改善调整的探究[J]. 邢国光. 广东化工. 2017(01)
[7]我国能源消费结构的现状及其优化[J]. 李秋燃. 中国商论. 2016(09)
本文编号：3418144
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池的工作原理示意图
图 3.1 SnxPy/C 的形成机理Figure 3.1 Schematic diagram for preparation of SnxPy/C的物相及形貌分析线衍射 （XRD）、拉曼光谱分析三种不同浓度的 SnCl4溶液条件下制备的最终产物进行了 X 射线衍 3.2a 所示，SnxPy/C-1 和 SnxPy/C-2 的衍射峰分与 SnP0.94（JCPDS01）和 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰一致。SnxPy/C纯相 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰重合。此外，利究了样品中碳的结晶程度。在图 3.2b 中，所有样品均在波数约为 131处有两个峰，分别对应碳材料的 D 峰和 G 峰。ID/IG（D 峰强度与 G）反映碳的结晶程度[74]。从图 3.2b 中可以看出 D 峰峰值大于 G 峰样品中的碳主要是无序的碳，其由 N、Sn、P 元素的掺杂引起的[75]
图 3.1 SnxPy/C 的形成机理Figure 3.1 Schematic diagram for preparation of SnxPy/C3.4 样品的物相及形貌分析3.4.1 X 射线衍射 （XRD）、拉曼光谱分析对在三种不同浓度的 SnCl4溶液条件下制备的最终产物进行了 X 试。如图 3.2a 所示，SnxPy/C-1 和 SnxPy/C-2 的衍射峰分与 SnP0.94（no.80-1201）和 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰一致。S衍射峰与纯相 Sn4P3（JCPDS card no.74-0225）的标准衍射峰重合。此曼光谱研究了样品中碳的结晶程度。在图 3.2b 中，所有样品均在波数约1570 cm-1处有两个峰，分别对应碳材料的 D 峰和 G 峰。ID/IG（D 峰强度度的比值）反映碳的结晶程度[74]。从图 3.2b 中可以看出 D 峰峰值大于说明这些样品中的碳主要是无序的碳，其由 N、Sn、P 元素的掺杂引起
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种锂电池正极材料的发展与比较[J]. 堵莎莎,袁金丽,张亚,孙永明,曹恒喜. 当代化工研究. 2018(11)
[2]锂离子电池的负极材料的研究状况及未来发展[J]. 王洪飞,谢安清. 当代化工研究. 2018(02)
[3]浅谈我国能源结构现状及对策[J]. 黄佐菊. 石化技术. 2018(03)
[4]我国能源现状分析及其发展策略[J]. 郑悦红,郭汉丁,吴思材,陈思敏. 城市. 2018(01)
[5]锂离子电池电解液研究进展[J]. 唐子威,侯旭,裴波,郭向峰,胡旦. 船电技术. 2017(06)
[6]能源结构的发展现状及其改善调整的探究[J]. 邢国光. 广东化工. 2017(01)
[7]我国能源消费结构的现状及其优化[J]. 李秋燃. 中国商论. 2016(09)
本文编号：3418144
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