锂离子电池磷化钴负极材料研究
发布时间：2022-01-19 00:57
锂离子电池在便携式电子设备的电源中占据统治地位。而且为了保证可持续发展,其在电动汽车等动力型应用中也与日俱增。而提高其能量密度、功率密度是提升续航等能力的关键,所以人们一直在寻找一种高比容量,安全性好,具有杰出循环性能的负极材料去替代商业化石墨负极。磷化钴由于其相对较小的极化,转化产物具有较高的离子电导率,高比容量,稳定性高等优势而广受关注。但是其也存在较大的体积膨胀率和较差的导电性问题,为此,我们用机械球磨法制备了多相协同的磷钴化合物及其碳复合材料,以得到磷钴化合物作为负极材料的优秀二次电池。首先通过机械球磨法制备了共生共长多相协同CoP/CoP3复合相负极材料,优化条件得当钴磷比为1:2、球磨时间为40h、热处理温度为600℃时制备磷钴化合物具有较佳的电化学性能,此时在0.2 A/g时,最低容量保持率高达87.8%;即使在5 A/g大电流密度下,经过1000圈循环后仍保持373.3 mAh/g的可逆比容量,相对第三个循环具有91.49%的高容量保持率。结果表明磷钴比影响着相的成分,球磨时间影响着相的相对含量,热处理影响着结构的结晶度和稳定性,他们调节着磷钴化合物的相协同作用进一步地...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?１组装纽扣电池结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｉ＊ａｉｎ?ｏｆ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｂｕｔｔｏｎ?ｂａｔｔｅｉｙ??
３．?４球磨时间对相含量以及电化学性能影响的研究??通过文献查阅１６１１得知球磨产物相含量随着球磨时间发生变化，也影响最终的钻磷??比，金属钴作为电？导体提高混合相的电子导电性，而红磷作为转化型材料的活性物质??中心，有着提高物质比容量的作用，但磷的含量越高则体积膨胀越大，稳定性会变差，??他们即相互矛盾又相互提高。所以球磨时间能够调节着磷钴化合物的物相和电化学性??能。所以我们分别探究了球磨２０ｈ，?４０ｈ，?６０ｈ，８０ｈ的产物物相并测试电化学性能确定??最佳球磨时间。??３．４．１球磨时间对物相的影响??
?锂离子电池磷化钴负极材料研究???尽管球磨时间不同但都有憐钴化合物合成，如图３．５所示。众所周知，通过同一?ＸＲＤ??图谱中相对峰值强度的变化可以定性地分析相含量的变化，图３．５中的ａ和ｂ位置分别??对应ＣｏＰ和Ｃ〇Ｐ３的峰；，可以清晰地看到增加＾球磨时间之后，代表ＣｏＰ的ａ位置峰相对??强度逐渐增加并实现超越，表明ＣｏＰ相对含量逐渐增加而Ｃ〇Ｐ３含量减少。通过球磨８０ｈ??可获得为无Ｃ〇Ｐ３衍射锋的纯净ＣｏＰ。??３．?４．?２球磨时间对产物形貌的影响及球磨产物的相结构??图３．?６?ａ）球磨４０ｈ的ＳＥＭ图，ｂ）球磨８０ｈ的ＳＥＭ图??Ｆｉｇｕｒｅ３．６?ａ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｂａｌｌ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｆｏｒ?４０ｈ，?ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｂａｌｌ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｆｏｒ?８０ｈ??从ＳＥＭ图可以看出，随着球磨时间延长，磷钴化合物的尺寸形貌变化不明显，均??呈现大小不均匀的纳米近似球状颗粒构成。??—??图３．７经过４０ｈ球磨并热处理样品的ＴＥＭ图??Ｆｉｇｕｒｅ３．７?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅ?ａｆｔｅｒ?４０ｈ?ｂａｌｌ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ａｎｄ?ｈｅａｌ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Facile preparation of core-shell Si@Li4Ti5O12 nanocomposite as large-capacity lithium-ion battery anode[J]. Mengjing Liu,Hanyang Gao,Guoxin Hu,Kunxu Zhu,Hao Huang. Journal of Energy Chemistry. 2020(01)
[2]锂离子动力电池材料研究进展[J]. 李相哲,苏芳,徐烨玲. 电池工业. 2018(03)
[3]磷化钴微米花的制备及电化学性能[J]. 仝建波,温俊涛. 硅酸盐学报. 2015(04)
[4]锂离子电池进展[J]. 金忠. 化学世界. 2000(S1)
本文编号：3595918
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?１组装纽扣电池结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｉ＊ａｉｎ?ｏｆ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｂｕｔｔｏｎ?ｂａｔｔｅｉｙ??
３．?４球磨时间对相含量以及电化学性能影响的研究??通过文献查阅１６１１得知球磨产物相含量随着球磨时间发生变化，也影响最终的钻磷??比，金属钴作为电？导体提高混合相的电子导电性，而红磷作为转化型材料的活性物质??中心，有着提高物质比容量的作用，但磷的含量越高则体积膨胀越大，稳定性会变差，??他们即相互矛盾又相互提高。所以球磨时间能够调节着磷钴化合物的物相和电化学性??能。所以我们分别探究了球磨２０ｈ，?４０ｈ，?６０ｈ，８０ｈ的产物物相并测试电化学性能确定??最佳球磨时间。??３．４．１球磨时间对物相的影响??
?锂离子电池磷化钴负极材料研究???尽管球磨时间不同但都有憐钴化合物合成，如图３．５所示。众所周知，通过同一?ＸＲＤ??图谱中相对峰值强度的变化可以定性地分析相含量的变化，图３．５中的ａ和ｂ位置分别??对应ＣｏＰ和Ｃ〇Ｐ３的峰；，可以清晰地看到增加＾球磨时间之后，代表ＣｏＰ的ａ位置峰相对??强度逐渐增加并实现超越，表明ＣｏＰ相对含量逐渐增加而Ｃ〇Ｐ３含量减少。通过球磨８０ｈ??可获得为无Ｃ〇Ｐ３衍射锋的纯净ＣｏＰ。??３．?４．?２球磨时间对产物形貌的影响及球磨产物的相结构??图３．?６?ａ）球磨４０ｈ的ＳＥＭ图，ｂ）球磨８０ｈ的ＳＥＭ图??Ｆｉｇｕｒｅ３．６?ａ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｂａｌｌ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｆｏｒ?４０ｈ，?ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｂａｌｌ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｆｏｒ?８０ｈ??从ＳＥＭ图可以看出，随着球磨时间延长，磷钴化合物的尺寸形貌变化不明显，均??呈现大小不均匀的纳米近似球状颗粒构成。??—??图３．７经过４０ｈ球磨并热处理样品的ＴＥＭ图??Ｆｉｇｕｒｅ３．７?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅ?ａｆｔｅｒ?４０ｈ?ｂａｌｌ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ａｎｄ?ｈｅａｌ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Facile preparation of core-shell Si@Li4Ti5O12 nanocomposite as large-capacity lithium-ion battery anode[J]. Mengjing Liu,Hanyang Gao,Guoxin Hu,Kunxu Zhu,Hao Huang. Journal of Energy Chemistry. 2020(01)
[2]锂离子动力电池材料研究进展[J]. 李相哲,苏芳,徐烨玲. 电池工业. 2018(03)
[3]磷化钴微米花的制备及电化学性能[J]. 仝建波,温俊涛. 硅酸盐学报. 2015(04)
[4]锂离子电池进展[J]. 金忠. 化学世界. 2000(S1)
本文编号：3595918
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3595918.html
