硅源及硫源对硫改性硅酸铁锂的影响

发布时间：2023-09-21 20:05

　　硫改性硅酸铁锂(Li2FeSi03S)能够解决硅酸铁锂(Li2FeSi04)中第二个锂离子脱/嵌时的工作电压过高及体积变化率过大的问题,从而实现第二个锂离子的脱嵌,有希望达到330mAh/g的理论容量。目前如何制备该材料仍不清楚,因此探索原料中的硅源及硫源对其产生的影响和改变硅源与硫源能否实现Si-S键是有意义的。本论文探索了分别以正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷三种硅源,以及硫脲、十二硫醇和升华硫三种硫源,通过改变硫掺入量及合成工艺参数合成了硫改性硅酸铁锂,通过X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱和性能测试分析了硫源对不同硅基的硫改性材料相结构、形貌、表面物种和性能的影响,通过热分析探索了硅源的反应温度对硫改性硅酸铁锂的合成的影响,对其中硫的存在形式进行了分析。结果表明,以正硅酸四乙酯为硅源,分别以硫脲和十二硫醇为硫源制备的不同含硫量的硫改性硅酸铁锂,其相结构均未发生向硫代硅酸铁锂衍射峰的偏移,硅氧键在合成硅酸铁锂的温度内难以断键,硫源中的硫难以与硅形成键,正硅酸四乙酯不适合作为硫改性的硅源;其中以十二硫醇为硫源合成的硫改性硅酸铁锂,硫主要以包覆的形式存在于硅酸铁锂表面。...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
英文摘要
第一章 引言
    1.1 锂离子电池简介
        1.1.1 工作原理
        1.1.2 分类与组成
        1.1.3 电池测试方法
    1.2 硅酸铁锂正极材料
        1.2.1 合成方法
        1.2.2 晶体结构
        1.2.3 改性方法
    1.3 硫改性
        1.3.1 硫改性其他聚阴离子型正极材料
        1.3.2 本课题组的硫改性研究工作
        1.3.3 其它硅硫化物的研究
    1.4 存在问题
    1.5 本论文的研究意义、目标和内容
第二章 实验材料仪器与表征方法
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器
    2.3 材料合成
        2.3.1 样品制备
        2.3.2 电池组装
    2.4 表征方法
第三章 实验结果与讨论
    3.1 硫源对正硅酸四乙酯基硅酸铁锂的影响
        3.1.1 硫源对晶体结构的影响
        3.1.2 十二硫醇对表面物种及形貌的影响
        3.1.3 硫源对电化学性能的影响
        3.1.4 本节小结
    3.2 硫源对甲基三乙氧基硅烷基硅酸铁锂的影响
        3.2.1 合成工艺的探索
        3.2.2 硫源对晶体结构的影响
        3.2.3 硫源对电化学性能的影响
        3.2.4 本节小结
    3.3 硫源对巯丙基三甲氧基硅烷基硅酸铁锂的影响
        3.3.1 硫源对晶体结构的影响
        3.3.2 硫的存在形式
        3.3.3 本节小结
    3.4 硅源对硫改性硅酸铁锂的影响
        3.4.1 硅源的结构
        3.4.2 硅源反应温度的分析
        3.4.3 硅源对硫元素含量的影响
        3.4.4 本节小结
第四章 结论
第五章 对未来工作的建议
参考文献
硕士期间发表论文
致谢



本文编号：3848304