回收废旧锂离子电池制备掺杂钴铁氧体磁致伸缩材料的研究

发布时间：2023-02-14 16:44

　　锂离子电池由于其高能量密度、良好循环性能和较低自放电率等优点广泛应用于电子信息产品和新能源电动汽车。锂离子电池用量的逐年增加导致了废旧锂离子电池的处理迫在眉睫。在固体废弃物锂离子电池中,存在着大量的金属资源,如果不加以利用不仅会造成资源浪费,电池中的重金属元素渗入地层还会污染环境。因此,本文以废旧锂离子电池为原料通过溶胶-凝胶-自蔓延法合成附加值更高的钴铁氧体磁致伸缩材料。该过程不仅为废旧锂离子电池的工业化奠定了基础,也有利于经济的可持续发展,具有良好的应用前景。钴铁氧体的磁致伸缩量的大小通过磁致伸缩应变系数λ和应变导数dλ/d H衡量,但是这两个参数值还不够高,有提升的空间。因此,本论文通过复合和掺杂的方式来改善磁致伸缩性能以满足应用的需要。具体的研究内容和结论如下:(1)利用废旧锂离子电池为原料,采用溶胶-凝胶-自蔓延法合成Mg O复合的Co Fe₂O₄磁致伸缩纳米材料,并对复合样品的结构、形貌、磁性能和磁致伸缩性能进行分析;(2)在单一金属掺杂的基础上研究了不同价态两种金属对Co Fe₂O₄磁...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 废旧锂离子电池再资源化的研究现状
        1.1.1 废旧锂离子电池再资源化的意义
        1.1.2 废旧锂离子电池再资源化的现状
    1.2 磁致伸缩材料
        1.2.1 磁致伸缩材料的原理
        1.2.2 钴铁氧体磁致伸缩材料
        1.2.3 磁致伸缩材料的研究进展
        1.2.4 钴铁氧体磁致伸缩材料的优化方法
    1.3 本论文的研究内容
    1.4 本文的研究方案
第二章 探究利用废旧锂离子电池合成CoFe₂O₄/ MgO(x)纳米复合材料的磁致伸缩性能
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验仪器与试剂
        2.2.2 CoFe₂O₄/ MgO(x)纳米复合材料的制备
        2.2.3 表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 XRD分析
        2.3.2 形貌分析
        2.3.3 FT-IR分析
        2.3.4 磁性能
        2.3.5 最大磁致伸缩系数
        2.3.6 最大磁致伸缩应变导数
    2.4 小结
第三章 探究以废旧锂离子电池为原料制备CoZn_xZr_xFe_2-xO₄材料的磁致伸缩性能
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验仪器与试剂
        3.2.2 样品的合成
        3.2.3 样品的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的晶型和形貌
        3.3.2 样品的红外光谱图
        3.3.3 样品的的磁性能
        3.3.4 磁致伸缩性能
    3.4 小结
第四章 探究回收废旧锂离子电池制备Co_1+xAl_xZr_xFe_2-3xO₄纳米材料的磁致伸缩性能
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验仪器与试剂
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 样品的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 ICP-MS测定掺杂样品中Al³⁺、Zr⁴⁺含量
        4.3.2 晶型和形貌
        4.3.3 XPS分析
        4.3.4 磁性能
        4.3.5 磁致伸缩性能
    4.4 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新之处
    5.3 问题及展望
参考文献
致谢
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本文编号：3742636