锂离子电池负极材料钴掺杂钛酸锂的制备及电化学性能研究
发布时间：2022-02-13 18:46
我国是能源消耗大国,但随着石油、煤碳等传统不可再生的化石能源逐渐枯竭,正面临着能源需求的快速持续增长和由此所带来环境问题的双重压力。开发环境友好的新能源是我国能源发展的战略选择,对解决能源短缺及环境污染两大难题具有重大意义。自然界中的可再生能源,如水能、风能和太阳能等。无一例外都受到自然环境的制约,难以进行大规模的应用。化学电源能够方便、有效地实现电能与化学能的储存与转换。将诸多新能源带来的电能以化学能储存,并在需要时提供电力资源。锂离子电池因其寿命长、功率密度高且绿色环保等优点成为新一代理想的能量转换和存储设备。作为锂离子电池电极材料,钛酸锂具有出色的“零应变”特性,这使得它拥有超长循环寿命。同时,较高的嵌锂电压（1.55 V vs.Li/Li+）避免了锂枝晶和SEI膜的形成,确保了电池的安全性。然而,较低的理论比容量(175m Ahg-1)和较高的嵌锂电压共同限制了电池的能量密度。此外,较差的电子导电性和离子导电性则限制了钛酸锂的倍率性能,无法满足快速充放电的需求,限制了其在高功率密度电池中的应用。本文以提升钛酸锂倍率性能为出发点。首先对...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一个锂离子电池的示意图
第二章 实验方法和，搅拌持续 30 min 以避免产生絮状沉淀物；将混合液倒入 100 ml 聚四氟乙应釜内，放置在 180℃恒温干燥箱内水热反应 24 h，反应结束冷却到室温后收集绿色沉淀物，使用去离子水和无水乙醇各离心洗涤 3 次；将沉淀物在干内 80℃烘干获得前驱体，用研钵将前驱体研磨成粉末后放置在真空管式炉内氛围下 600℃煅烧 6 h，获得水热法制得的钛酸锂，记作 H-LTO。钴掺杂钛酸锂通过一步水热反应制备。在制备 H-LTO 时，向所得乳白色混液中加入一定量的 CoCl2·6H2O，充分搅拌得墨绿色悬浊液，其他反应条件相得钴掺杂的复合钛酸锂，记作 CLTO。
论文成相烧结法合成的钛酸锂样品的 XRD 图谱。其中，（ TiO2作为钛源；（b）为 LiOH 作为锂源，商品级作为锂源，TiO2P25 作为钛源；（d）为 LiOH 作为样品的主要衍射峰均与 Li4Ti5O12（JCPDS No.49-表明虽然原料种类不同，但固相烧结法制得的这为 LiOH 作为锂源，商品级 TiO2中出现少量锐钛为锂源，商品级 TiO2作为钛源样品中除了钛酸锂和金红石型 TiO2的特征峰。
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池负极材料碳氮包覆钛酸锂的制备及表征[J]. 万露,付争兵. 应用化学. 2018(01)
[2]微波法制备锂离子电池负极材料钛酸锂锌及电化学性能[J]. 李文鹏,王利娟,王松. 南阳师范学院学报. 2017(12)
[3]Li4Ti5O12负极材料的制备及应用研究进展[J]. 季俊红,秦国强,齐满富,常智敏,周媛. 电池工业. 2017(05)
[4]基于车载储能的轻轨车辆联合供电系统研究[J]. 张海龙. 中国战略新兴产业. 2017(36)
[5]钛酸锂基锂离子电池负极材料的研究进展[J]. 程禹,赵晓冲,陈慧媛,王刚,王亚萍,林红. 现代化工. 2017(05)
[6]锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展[J]. 于小林,吴显明,李叶华,吴贤钊,丁心雄. 应用化工. 2017(06)
[7]新能源汽车“十三五”开局回顾及未来展望[J]. 白雪,张祥. 北京理工大学学报(社会科学版). 2017(02)
[8]碳材料在钛酸锂负极材料中的应用[J]. 石颖,闻雷,吴敏杰,李峰. 化学进展. 2017(01)
[9]Double carbon decorated lithium titanate as anode material with high rate performance for lithium-ion batteries[J]. Haifang Ni,Weili Song,Lizhen Fan. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(03)
[10]工信部:解读《中国制造2025》规划系列之推动节能与新能源汽车发展[J]. 于占波. 商用汽车. 2015(06)
本文编号：3623721
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一个锂离子电池的示意图
第二章 实验方法和，搅拌持续 30 min 以避免产生絮状沉淀物；将混合液倒入 100 ml 聚四氟乙应釜内，放置在 180℃恒温干燥箱内水热反应 24 h，反应结束冷却到室温后收集绿色沉淀物，使用去离子水和无水乙醇各离心洗涤 3 次；将沉淀物在干内 80℃烘干获得前驱体，用研钵将前驱体研磨成粉末后放置在真空管式炉内氛围下 600℃煅烧 6 h，获得水热法制得的钛酸锂，记作 H-LTO。钴掺杂钛酸锂通过一步水热反应制备。在制备 H-LTO 时，向所得乳白色混液中加入一定量的 CoCl2·6H2O，充分搅拌得墨绿色悬浊液，其他反应条件相得钴掺杂的复合钛酸锂，记作 CLTO。
论文成相烧结法合成的钛酸锂样品的 XRD 图谱。其中，（ TiO2作为钛源；（b）为 LiOH 作为锂源，商品级作为锂源，TiO2P25 作为钛源；（d）为 LiOH 作为样品的主要衍射峰均与 Li4Ti5O12（JCPDS No.49-表明虽然原料种类不同，但固相烧结法制得的这为 LiOH 作为锂源，商品级 TiO2中出现少量锐钛为锂源，商品级 TiO2作为钛源样品中除了钛酸锂和金红石型 TiO2的特征峰。
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池负极材料碳氮包覆钛酸锂的制备及表征[J]. 万露,付争兵. 应用化学. 2018(01)
[2]微波法制备锂离子电池负极材料钛酸锂锌及电化学性能[J]. 李文鹏,王利娟,王松. 南阳师范学院学报. 2017(12)
[3]Li4Ti5O12负极材料的制备及应用研究进展[J]. 季俊红,秦国强,齐满富,常智敏,周媛. 电池工业. 2017(05)
[4]基于车载储能的轻轨车辆联合供电系统研究[J]. 张海龙. 中国战略新兴产业. 2017(36)
[5]钛酸锂基锂离子电池负极材料的研究进展[J]. 程禹,赵晓冲,陈慧媛,王刚,王亚萍,林红. 现代化工. 2017(05)
[6]锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展[J]. 于小林,吴显明,李叶华,吴贤钊,丁心雄. 应用化工. 2017(06)
[7]新能源汽车“十三五”开局回顾及未来展望[J]. 白雪,张祥. 北京理工大学学报(社会科学版). 2017(02)
[8]碳材料在钛酸锂负极材料中的应用[J]. 石颖,闻雷,吴敏杰,李峰. 化学进展. 2017(01)
[9]Double carbon decorated lithium titanate as anode material with high rate performance for lithium-ion batteries[J]. Haifang Ni,Weili Song,Lizhen Fan. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(03)
[10]工信部:解读《中国制造2025》规划系列之推动节能与新能源汽车发展[J]. 于占波. 商用汽车. 2015(06)
本文编号：3623721
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3623721.html
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