锰系镁离子电池正极材料的制备及电化学性能研究
发布时间：2021-10-27 13:19
选用氢氧化镁、碱式碳酸镁、乙酸锰、二氧化锰、硬脂酸等化学药品,经由固相反应热结晶法、高温煅烧法、水热法制备掺杂不同过渡金属锰的镁离子电池电极材料。分别对不同温度下的电池电极材料进行研究,具体包括X射线衍射（XRD）、X射线能谱（EDS）、扫描电镜（SEM）、热重分析（TGA）等。通过制备、使用Mg（Al Cl2EtBu）2/THF溶液作为锰系镁离子正极材料的电解液。对此进行设计和研究正极材料的表面改性以及工艺最优化等步骤和手段,从而获得比较高的充放电平台、比较好的电化学性能图表等。采用有机溶液二-正丁基镁和有机溶液二氯乙基铝及四氢呋喃作为反应溶液制备0.25mol·L-11 Mg（AlCl2EtBu）2/THF电解液。待制备成功后,经放电、电解以及电导率等测试方法对Mg（AlCl2Et Bu）2/THF溶液的放电性能、掺杂锰系镁离子的溶解及沉积效率、电解液的电导率等进行表征,确定所需最适的电池正极材料。选择在不同温度下制备的掺杂金属锰...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 文献综述
1.1 引言
1.2 镁在电化学电源中的应用与意义
1.2.1 镁基储氢材料
1.2.2 镁海水电池
1.2.3 镁空气电池
1.2.4 一次镁电池
1.2.5 二次镁电池
1.3 镁离子电池正极材料的研究趋势和进展
1.3.1 镁电池的研究意义
1.3.2 镁离子电池发展的制约因素
1.3.3 镁离子电池的工作原理
1.4 锰系镁离子电池的组成
1.4.1 锰系镁离子电池的正极材料
1.4.2 锰系镁离子电池的负极材料
1.4.3 锰系镁离子电池的电解质溶液
1.5 正极材料的制备
1.6 本课题研究的意义及内容
2 尖晶石型Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的制备及电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验设备及所用药品
2.2.2 高温固相热反应法制备正极材料Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4
2.3 样品Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的表征
2.3.1 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的热重-差热分析
2.3.2 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的X射线分析
2.3.3 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的表面外貌
2.4 样品Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的表征结果
2.4.1 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的热重-差热结果分析
2.4.2 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的X射线衍射结果分析
2.4.3 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的扫描电镜结果分析
2.5 电池电解液的制备
2.5.1 电池电解液电导率测定
2.6 电池组装及检测
2.6.1 电池组装过程
2.6.2 电化学性能检测
2.7 本章小结
3 尖晶石型Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验设备及所用药品
3.2.2 水热法制备电池正极材料Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4
3.3 样品Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的物性表征
3.3.1 Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的热重-差热结果分析
3.3.2 Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的X射线衍射结果分析
3.3.3 Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的扫描电镜结果分析
3.4 苯基镁卤铝化合物电解液
3.4.1 电池电解液的制备
3.4.2 电解液的电导率性能测试
3.4.3 电解液的循环伏安性能测试
3.5 电池组装及检测
3.5.1 电解液中的镁的沉积-溶出检测
3.5.2 电解液中的镁的沉积-溶出循环效率
3.5.3 电池放电性能测试
3.6 本章小结
4 结论与建议
4.1 结论
4.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合金属氧化物Mg1.5Mn0.5Ti0.75O4的锂离子交换性能研究[J]. 江津河,刘方旺,张运臣. 化学通报. 2017(09)
[2]Mg-Zn-Cu系合金作为镁电池负极材料的性能[J]. 张腾飞,张娅,夏邢燕,周学华,陈秋荣,卫中领. 腐蚀与防护. 2017(09)
[3]镁二次电池正极材料的研究进展[J]. 李卓,宁哲,刘坤,王一雍,韩露,路金林. 中国冶金. 2017(07)
[4]一步固相球磨法制备二硫化钼/石墨二维复合材料及其储锂性能[J]. 谭讲,谭希,康文彬,张楚虹. 应用化学. 2017(07)
[5]Mg1.5Ti1.25O4用于锂离子交换的实验研究[J]. 江津河,刘方旺,闫永美,曹长青. 化工进展. 2017(08)
[6]镁硫二次电池电解液[J]. 李亚琦,左朋建,李睿楠,马玉林,尹鸽平. 化学进展. 2017(05)
[7]镁掺杂对正极材料尖晶石LiMn2O4电化学性能的影响[J]. 吴瑞峰,叶金云,胡启山,周建庭. 化工新型材料. 2017(05)
[8]镁空气电池阳极材料研究进展[J]. 马晓录,高顺,周颖. 电源技术. 2017(02)
[9]具有三维导电网络结构的锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合电极材料的储镁性能研究（英文）[J]. 张长欢,李念武,姚胡蓉,刘琳,殷雅侠,郭玉国. 化学学报. 2017(02)
[10]镁离子电池的研究进展[J]. 秦楠楠,何文,徐小龙,魏传亮. 山东陶瓷. 2016(01)
硕士论文
[1]电化学和水热沉积法制备膜电极材料及其电化学性能研究[D]. 李建荣.宁夏大学 2016
[2]水热法制备Ni（OH）2/C电极材料及其电化学性能研究[D]. 李云锦.北京化工大学 2013
[3]可充镁电池电解液的研究[D]. 王菲菲.上海交通大学 2013
[4]有机体系镁电池若干关键问题的研究[D]. 程刚.天津大学 2012
[5]可充镁电池电解液的制备与电化学性能研究[D]. 赵青松.上海交通大学 2012
[6]镁电池电解液的研究[D]. 尧玉芬.重庆大学 2009
[7]镁电池负极材料的电化学行为研究[D]. 张佩红.重庆大学 2009
[8]二次电池新材料新体系的研究[D]. 王璞.上海交通大学 2007
[9]几种镁离子电池正极材料的合成及其电化学性能[D]. 于龙.新疆大学 2004
本文编号：3461682
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 文献综述
1.1 引言
1.2 镁在电化学电源中的应用与意义
1.2.1 镁基储氢材料
1.2.2 镁海水电池
1.2.3 镁空气电池
1.2.4 一次镁电池
1.2.5 二次镁电池
1.3 镁离子电池正极材料的研究趋势和进展
1.3.1 镁电池的研究意义
1.3.2 镁离子电池发展的制约因素
1.3.3 镁离子电池的工作原理
1.4 锰系镁离子电池的组成
1.4.1 锰系镁离子电池的正极材料
1.4.2 锰系镁离子电池的负极材料
1.4.3 锰系镁离子电池的电解质溶液
1.5 正极材料的制备
1.6 本课题研究的意义及内容
2 尖晶石型Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的制备及电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验设备及所用药品
2.2.2 高温固相热反应法制备正极材料Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4
2.3 样品Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的表征
2.3.1 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的热重-差热分析
2.3.2 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的X射线分析
2.3.3 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的表面外貌
2.4 样品Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的表征结果
2.4.1 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的热重-差热结果分析
2.4.2 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的X射线衍射结果分析
2.4.3 Mg_(1.5)Fe_(0.5)MnO_4的扫描电镜结果分析
2.5 电池电解液的制备
2.5.1 电池电解液电导率测定
2.6 电池组装及检测
2.6.1 电池组装过程
2.6.2 电化学性能检测
2.7 本章小结
3 尖晶石型Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的制备及电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验设备及所用药品
3.2.2 水热法制备电池正极材料Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4
3.3 样品Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的物性表征
3.3.1 Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的热重-差热结果分析
3.3.2 Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的X射线衍射结果分析
3.3.3 Mg_(1.2)Mn_(1.6)O_4的扫描电镜结果分析
3.4 苯基镁卤铝化合物电解液
3.4.1 电池电解液的制备
3.4.2 电解液的电导率性能测试
3.4.3 电解液的循环伏安性能测试
3.5 电池组装及检测
3.5.1 电解液中的镁的沉积-溶出检测
3.5.2 电解液中的镁的沉积-溶出循环效率
3.5.3 电池放电性能测试
3.6 本章小结
4 结论与建议
4.1 结论
4.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合金属氧化物Mg1.5Mn0.5Ti0.75O4的锂离子交换性能研究[J]. 江津河,刘方旺,张运臣. 化学通报. 2017(09)
[2]Mg-Zn-Cu系合金作为镁电池负极材料的性能[J]. 张腾飞,张娅,夏邢燕,周学华,陈秋荣,卫中领. 腐蚀与防护. 2017(09)
[3]镁二次电池正极材料的研究进展[J]. 李卓,宁哲,刘坤,王一雍,韩露,路金林. 中国冶金. 2017(07)
[4]一步固相球磨法制备二硫化钼/石墨二维复合材料及其储锂性能[J]. 谭讲,谭希,康文彬,张楚虹. 应用化学. 2017(07)
[5]Mg1.5Ti1.25O4用于锂离子交换的实验研究[J]. 江津河,刘方旺,闫永美,曹长青. 化工进展. 2017(08)
[6]镁硫二次电池电解液[J]. 李亚琦,左朋建,李睿楠,马玉林,尹鸽平. 化学进展. 2017(05)
[7]镁掺杂对正极材料尖晶石LiMn2O4电化学性能的影响[J]. 吴瑞峰,叶金云,胡启山,周建庭. 化工新型材料. 2017(05)
[8]镁空气电池阳极材料研究进展[J]. 马晓录,高顺,周颖. 电源技术. 2017(02)
[9]具有三维导电网络结构的锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合电极材料的储镁性能研究（英文）[J]. 张长欢,李念武,姚胡蓉,刘琳,殷雅侠,郭玉国. 化学学报. 2017(02)
[10]镁离子电池的研究进展[J]. 秦楠楠,何文,徐小龙,魏传亮. 山东陶瓷. 2016(01)
硕士论文
[1]电化学和水热沉积法制备膜电极材料及其电化学性能研究[D]. 李建荣.宁夏大学 2016
[2]水热法制备Ni（OH）2/C电极材料及其电化学性能研究[D]. 李云锦.北京化工大学 2013
[3]可充镁电池电解液的研究[D]. 王菲菲.上海交通大学 2013
[4]有机体系镁电池若干关键问题的研究[D]. 程刚.天津大学 2012
[5]可充镁电池电解液的制备与电化学性能研究[D]. 赵青松.上海交通大学 2012
[6]镁电池电解液的研究[D]. 尧玉芬.重庆大学 2009
[7]镁电池负极材料的电化学行为研究[D]. 张佩红.重庆大学 2009
[8]二次电池新材料新体系的研究[D]. 王璞.上海交通大学 2007
[9]几种镁离子电池正极材料的合成及其电化学性能[D]. 于龙.新疆大学 2004
本文编号：3461682
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3461682.html
