首页> 正文

LiFePO4制备及其性能测试

2020-12-10阅读(414)

LiFePO4制备及其性能测试

论文摘要

橄榄石结构的LiFePO4自被发现以来,以其原料来源广、价格低廉、安全、循环性能优异、对环境友好等优点,成为目前锂离子正极材料研究热点之一。本文采用高温固相法,探讨LiFePO4/C复合材料制备过程中不同的加碳方式、不同热处理温度、不同有机碳源以及不同锂源,对产物结构、性能的影响；并且研究了用CMC对LiFePO4前躯体进行包覆、掺杂得到Li0.99Na0.01FePO4/C样品的性能。通过TG-DSC、XRD、FT-IR、SEM、TEM/SAED/EDS、Raman等对产物微观结构及形貌进行分析,并采用充放电测试仪进行电化学性能分析。以FeC2O4·2H2O为二价铁源,通过高温固相法制备LiFePO4/C复合材料。研究表明,通过二次球磨、并且在前躯体混料过程中加入有机碳源,有助于原料的分散、混合,制备出纯度高、颗粒细小的LiFePO4/C。分两次球磨、每次球磨都加入一定量的有机碳源制备的材料,表现出更加优异的电化学性能。在探讨预处理温度实验中,发现随着预处理温度的升高,LiFePO4/C的颗粒粒径随着变大,500℃预处理能得到性能较优的材料。在对第二次球磨加入不同有机碳源的实验中,发现加入酚醛树脂的LiFePO4/C,具有较好的导电性,表现出良好的放电性能。以FePO4为三价铁源、通过高温固相法合成LiFePO4/C复合材料,研究了不同锂源（Li2CO3、LiF、LiOH、Li2C2O4）对材料性能带来的影响。发现这四种锂源得到的样品,按顺序杂质依次增多、颗粒粒径依次增大。Li2CO3、LiF、Li2C2O4三种锂源制备的样品,首次放电比容量依次降低,而LiOH为锂源制备的样品,则表现出了优异的电化学性能,具体原因则需要进一步的探讨。在LiFePO4前躯体中加入CMC进行包覆、掺杂,制备Li0.99Na0.01FePO4/C复合材料的实验中,发现经过CMC掺杂改性的样品,颗粒平均粒径约为300nm,形貌接近于球形,形成了完整、厚度比较均匀的碳包覆层；而没有进行CMC掺杂的样品,颗粒平均粒径约为500nm,形貌无规则,形成的碳包覆层厚度不均匀。Li0.99Na0.01FePO4/C样品在0.1C倍率下充放电,首次放电比容量达到146mAh·g-1,比未进行CMC掺杂的样品高了约33mAh·g-1。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 锂离子电池概述
  • 1.2.1 锂离子电池的分类
  • 1.2.2 锂离子电池的发展历史
  • 1.2.3 锂离子电池的基本结构
  • 1.2.4 正极材料的要求
  • 1.2.5 正极材料的研究现状
  • 4的研究现状'>1.3 LiFePO4的研究现状
  • 1.3.1 磷酸铁锂的结构
  • 1.3.2 磷酸铁锂的充放电性能
  • 1.4 磷酸铁锂的改性
  • 1.4.1 磷酸铁锂的碳包覆改性
  • 1.4.2 碳包覆
  • 1.4.3 金属单质掺杂
  • 1.4.4 金属化合物掺杂
  • 1.4.5 体相掺杂
  • 1.4.6 颗粒形貌及尺寸
  • 1.5 选题依据和研究内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验药品
  • 2.2 实验仪器
  • 2.3 合成方法
  • 4/C性能的影响'>2.3.1 高温固相法中不同加碳方式对LiFePO4/C性能的影响
  • 4/C性能的影响'>2.3.2 高温固相法中预处理温度对LiFePO4/C性能的影响
  • 4/C性能的影响'>2.3.3 二次加碳中有机碳源对LiFePO4/C性能的影响
  • 4/C性能的影响'>2.3.4 高温固相法中不同锂源对LiFePO4/C性能的影响
  • 1-xNaxFePO4/C及其性能测试'>2.3.5 CMC掺杂改性制备Li1-xNaxFePO4/C及其性能测试
  • 4的物理性质测定'>2.4 锂离子电池正极材料LiFePO4的物理性质测定
  • 2.4.1 差热分析（DSC）和差重分析（TG）
  • 2.4.2 X射线衍射分析（XRD）
  • 2.4.3 场发射扫描电子显微分析（SEM）
  • 2.4.4 透射电子显微分析（TEM/SAED）
  • 2.4.5 傅里叶变化红外光谱分析（FTIR）
  • 2.4.6 拉曼光谱分析（Raman）
  • 4的电化学性能测试'>2.5 LiFePO4的电化学性能测试
  • 2.5.1 纽扣电池组装
  • 2.5.2 扣式电池性能测试
  • 2.5.3 柱形电池测试
  • 2.5.4 柱形电池性能测试
  • 2.6 样品理论比容量计算
  • 2+为铁源制备LiFePO4/C方法及其性能测试'>第三章 Fe2+为铁源制备LiFePO4/C方法及其性能测试
  • 3.1 引言
  • 4/C的性能影响'>3.2 不同加碳方式对LiFePO4/C的性能影响
  • 3.2.1 前躯体的TG-DSC分析
  • 3.2.2 X射线衍射分析
  • 3.2.3 FT-IR红外分析
  • 3.2.4 SEM扫描分析
  • 3.2.5 电化学性能测试
  • 4/C的性能影响'>3.3 不同预处理温度对LiFePO4/C的性能影响
  • 3.3.1 中间产物XRD分析
  • 3.3.2 产物的XRD图谱分析
  • 3.2.3 SEM分析
  • 3.2.4 电化学性能测试
  • 4/C性能的影响'>3.4 二次加碳中有机碳源对LiFePO4/C性能的影响
  • 3.4.1 XRD分析
  • 3.4.2 TEM分析
  • 3.4.3 电导率分析
  • 3.4.4 电化学性能测试
  • 3.5 本章小结
  • 3+为铁源制备LiFePO4/C及其性能测试'>第四章 Fe3+为铁源制备LiFePO4/C及其性能测试
  • 4.1 前言
  • 4.2 TG-DSC分析
  • 4.3 XRD分析
  • 4.4 红外分析
  • 4.5 SEM分析
  • 4.6 电化学性能分析
  • 4.7 本章小结
  • 0.99Na0.01FePO4/C及其性能测试'>第五章 CMC掺杂改性制备Li0.99Na0.01FePO4/C及其性能测试
  • 5.1 前言
  • 5.2 XRD分析
  • 5.3 SEM分析
  • 5.4 HRTEM/SAED/Raman分析
  • 5.5 容量测试
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间主要研究成果

    • 相关论文文献

    • [1].二价铁耦合有机碳源强化低碳源污水脱氮除磷处理[J]. 净水技术 2017(02)
    • [2].有机碳源环境下亚硝酸盐的积累[J]. 环境科学 2008(10)
    • [3].地下水有氧反硝化的固态有机碳源选择研究[J]. 生态环境 2008(01)
    • [4].污水反硝化脱氮的固态有机碳源选择实验研究[J]. 武汉理工大学学报 2010(06)
    • [5].东海、黄海近代沉积中有机碳源解析及对浮游植物总量的重建潜力[J]. 海洋学报(中文版) 2012(04)
    • [6].有机碳源对厌氧氨氧化污泥颗粒化的影响[J]. 哈尔滨工业大学学报 2018(09)
    • [7].有机碳源包覆磷酸铁锂正极材料改性研究[J]. 科技风 2018(09)
    • [8].厌氧氨氧化与反硝化耦合的研究[J]. 科技视界 2015(01)
    • [9].不同有机碳源对牙鲆幼鱼循环水养殖效果的影响[J]. 渔业现代化 2015(05)
    • [10].二次加碳中有机碳源对LiFePO_4/C性能的影响[J]. 矿冶工程 2012(02)
    • [11].有机碳源对启动及运行CANON颗粒污泥工艺的影响[J]. 环境科学 2018(03)
    • [12].厌氧氨氧化微生物在有机碳源条件下的代谢特性[J]. 环境科学学报 2009(10)
    • [13].有机碳源添加对脱氮副球菌脱氮效果的影响[J]. 水处理技术 2020(04)
    • [14].有机碳源条件下的厌氧氨氧化研究[J]. 武汉理工大学学报 2011(03)
    • [15].海草床食物链有机碳传递过程的研究进展[J]. 地球科学进展 2019(05)
    • [16].还原稳定剂配伍对铬污染土壤的稳定化效果[J]. 环境工程学报 2018(10)
    • [17].基于环境友好的可替代煤及石油中有机碳源的CO_2合成利用途径与技术探析[J]. 安徽农业科学 2012(21)
    • [18].生物絮团技术在淡水虾养殖中的应用[J]. 饲料博览 2020(01)
    • [19].不同短程硝化系统中微生物群落结构的对比分析[J]. 中国环境科学 2016(02)
    • [20].基于厌氧氨氧化技术处理市政污水的研究进展[J]. 工业水处理 2020(01)
    • [21].无有机碳源条件下Fe~(2+)对硝化反硝化过程的影响[J]. 安徽建筑大学学报 2017(03)
    • [22].碳源对铜绿微囊藻生理特性及微囊藻毒素产率的影响[J]. 环境工程学报 2014(07)
    • [23].沼泽红假单胞菌的培养和生产番茄红素的优化控制[J]. 食品与生物技术学报 2009(05)
    • [24].人工湿地处理四环素类抗生素废水时有机碳源的影响[J]. 水资源保护 2016(06)
    • [25].有机碳源对SNAD工艺脱氮性能及微生物种群结构的影响[J]. 哈尔滨工业大学学报 2016(02)
    • [26].厌氧氨氧化污水处理工艺及其实际应用研究进展[J]. 生态环境学报 2014(03)
    • [27].试论克拉维酸发酵工艺的优化[J]. 化工管理 2018(01)
    • [28].一株兼具砷氧化还原功能微杆菌的筛选和鉴定[J]. 安徽农业科学 2011(21)
    • [29].外源有机碳浓度对藻菌关系及氮磷去除的影响[J]. 武汉科技大学学报 2018(03)
    • [30].克拉维酸发酵工艺的优化[J]. 民营科技 2018(04)

    标签：;  ;  

    LiFePO4制备及其性能测试
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5