废旧锂离子电池中的镍钴金属回收及其再利用
发布时间：2024-12-30 01:11
锂离子电池自上世纪九十年代问世以来,已广泛应用于人们的日常生活中。由于锂离子电池的使用寿命有限,废旧的锂离子电池数量在持续增长,如果不得到及时的处理,随意丢弃废旧锂离子电池将会严重污染周围环境并浪费其中资源。本文采用酸浸出的方法回收镍钴等金属,并将回收得到的镍钴金属用于制备Ni/Co-MOF材料。此外,将MOF材料进行氧化和硫化处理,得到相应的NiO/CoO球体和NiS2/CoS空心球壳,并研究其作为电极材料应用于超级电容器的电化学性能。本文采用水热法制备MOF球型结构,并通过烧结和硫化得到MOF球壳结构。分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDX）对材料的晶体结构、成分和表面形貌进行表征。通过交流阻抗（EIS）、恒流充放电（GCD）和循环伏安（CV）对材料的超级电容器电化学性能进行了测试分析。通过制备条件的调控,Ni/Co-MOF材料呈现形状规则、尺寸稳定、分布均匀的球状结构;NiO/CoO材料表现为细小颗粒组成的规则球状;NiS2/CoS材料为由细小颗粒组成的空心球壳状。超级电容器电化学性能测试结果表明:Ni/Co-...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 锂离子电池
1.1.1 锂离子电池结构及工作原理
1.1.2 锂离子电池的电极材料
1.2 废旧锂离子电池回收
1.2.1 废旧锂离子电池回收的意义
1.2.2 国内外锂离子电池回收的研究现状
1.3 金属有机框架(MOF)
1.3.1 MOF材料的结构及其特点
1.3.2 MOF材料的应用
1.3.3 MOF材料在电化学应用方面的前景及其研究现状
1.4 超级电容器
1.4.1 超级电容器的诞生及发展
1.4.2 超级电容器的结构及其特点
1.4.3 超级电容器的电极材料及其研究现状
1.5 研究的选题依据、研究内容及技术路线
1.5.1 论文的选题依据
1.5.2 论文的研究内容
1.5.3 论文的研究路线
第二章 实验
2.1 实验试剂与实验设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 实验内容
2.2.1 废旧锂离子电池中镍钴的回收
2.2.2 Ni-MOF粉体材料的制备
2.2.3 水热法制备MOF粉体材料
2.3 材料表征
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 电子扫描显微镜(SEM)
2.3.3 能谱元素面扫描(EDX)
2.3.4 比表面积测试(BET)
2.4 电化学性能测试
2.4.1 三电极体系
2.4.2 电化学阻抗谱(EIS)
2.4.3 恒流充放电(GCD)
2.4.4 循环伏安测试(CV)
第三章 废旧锂离子电池中镍钴金属的回收
3.1 废旧锂离子电池的回收及拆解
3.2 镍钴金属的回收
3.2.1 碱溶解过程
3.2.2 酸浸出和P204萃取净化过程
3.2.3 P507萃取分离钴和锂
第四章 不同方法制备Ni-MOF
4.1 溶剂热法制备Ni-MOF粉体材料
4.1.1 溶剂热法制得Ni-MOF粉体材料的结构形貌
4.2 水热法制备Ni-MOF粉体材料
4.2.1 不同金属镍源制备MOF材料
4.2.2 不同水热反应温度制备MOF材料
4.2.3 不同水热反应时间制备MOF材料
4.2.4 不同醇用量制备MOF材料
4.3 本章小结
第五章 复合Ni/Co-MOF材料的制备及其氧化硫化
5.1 镍钴复合Ni/Co-MOF材料
5.1.1 Ni/Co复合对Ni/Co-MOF材料结构形貌的影响
5.1.2 Ni/Co复合对Ni/Co-MOF材料电化学性能的影响
5.2 Ni/Co-MOF材料的氧化(NiO/CoO)
5.2.1 NiO/CoO材料的结构形貌
5.2.2 NiO/CoO材料的电化学性能
5.3 Ni/Co-MOF材料的硫化(NiS2/CoS)
5.3.1 NiS2/CoS材料的结构形貌
5.3.2 NiS2/CoS材料的电化学性能
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果
致谢
本文编号：4021554
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 锂离子电池
1.1.1 锂离子电池结构及工作原理
1.1.2 锂离子电池的电极材料
1.2 废旧锂离子电池回收
1.2.1 废旧锂离子电池回收的意义
1.2.2 国内外锂离子电池回收的研究现状
1.3 金属有机框架(MOF)
1.3.1 MOF材料的结构及其特点
1.3.2 MOF材料的应用
1.3.3 MOF材料在电化学应用方面的前景及其研究现状
1.4 超级电容器
1.4.1 超级电容器的诞生及发展
1.4.2 超级电容器的结构及其特点
1.4.3 超级电容器的电极材料及其研究现状
1.5 研究的选题依据、研究内容及技术路线
1.5.1 论文的选题依据
1.5.2 论文的研究内容
1.5.3 论文的研究路线
第二章 实验
2.1 实验试剂与实验设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验设备
2.2 实验内容
2.2.1 废旧锂离子电池中镍钴的回收
2.2.2 Ni-MOF粉体材料的制备
2.2.3 水热法制备MOF粉体材料
2.3 材料表征
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 电子扫描显微镜(SEM)
2.3.3 能谱元素面扫描(EDX)
2.3.4 比表面积测试(BET)
2.4 电化学性能测试
2.4.1 三电极体系
2.4.2 电化学阻抗谱(EIS)
2.4.3 恒流充放电(GCD)
2.4.4 循环伏安测试(CV)
第三章 废旧锂离子电池中镍钴金属的回收
3.1 废旧锂离子电池的回收及拆解
3.2 镍钴金属的回收
3.2.1 碱溶解过程
3.2.2 酸浸出和P204萃取净化过程
3.2.3 P507萃取分离钴和锂
第四章 不同方法制备Ni-MOF
4.1 溶剂热法制备Ni-MOF粉体材料
4.1.1 溶剂热法制得Ni-MOF粉体材料的结构形貌
4.2 水热法制备Ni-MOF粉体材料
4.2.1 不同金属镍源制备MOF材料
4.2.2 不同水热反应温度制备MOF材料
4.2.3 不同水热反应时间制备MOF材料
4.2.4 不同醇用量制备MOF材料
4.3 本章小结
第五章 复合Ni/Co-MOF材料的制备及其氧化硫化
5.1 镍钴复合Ni/Co-MOF材料
5.1.1 Ni/Co复合对Ni/Co-MOF材料结构形貌的影响
5.1.2 Ni/Co复合对Ni/Co-MOF材料电化学性能的影响
5.2 Ni/Co-MOF材料的氧化(NiO/CoO)
5.2.1 NiO/CoO材料的结构形貌
5.2.2 NiO/CoO材料的电化学性能
5.3 Ni/Co-MOF材料的硫化(NiS2/CoS)
5.3.1 NiS2/CoS材料的结构形貌
5.3.2 NiS2/CoS材料的电化学性能
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果
致谢
本文编号：4021554
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/4021554.html
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