熔融法掺杂用于锂电池研究

摘要

新世纪以来，随着环境污染加剧，资源枯竭严重，人们都在加紧探索开发一种可以循环利用的绿色资源，来满足现代社会和新兴生态问题的需求。储能设备应运而生，在各种能量转换和存储设备中，应用最广泛的储能设备是锂离子电池。V2O5由于其容量高、成本低、环境友好等优点，受到人们的广泛关注。但是，其自身结构在充放电循环过程中会发生不可逆改变，导致它的循环稳定性变差，而且其导电率和锂离子扩散速率都比较低，这些都限制了V2O5在生产生活中的应用。本文通过改进制备方法、掺杂改性手段来制备正极材料。具体研究内容如下:
　　通过高温熔融法制备了Mo掺杂的V3MoOx材料，X射线衍射(XRD)结果证实掺杂并未改变材料结构，但是掺杂后，材料的结晶度升高。对材料进行扫描电镜(SEM)测试，分析表明，高温熔融法制备的材料均为颗粒状。实验对照结果表明，在空气中冷却前驱体制得的材料A-V3MoOx具有较佳的电化学性能，其首次放电容量为426mAhg-1，首次库伦效率为74.6％。虽然首次库伦效率不高，但是随着循环的进行，容量衰减速率减小。
　　通过高温熔融法制备了Ni掺杂的正极材料。将原料NiO和V2O5粉末混合均匀后煅烧获得前驱体V20NiOx，将其置于充满氢气的气氛炉中还原合成所需的材料。通过XRD、SEM等测试对对材料进行物相分析和形貌表征，采用恒电流充放电、电化学阻抗(EIS)对材料进行电化学性能测试。通过一系列的实验，对比结果表明，最佳还原温度为250℃，材料C-V20NiOx有最佳的电化学性能，此时，首次放电容量为368mAhg-1，首次放电效率为105％，50次循环后放电容量仍达到267mAhg-1，容量保持率为71.5％。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 锂离子电池研究概况

1．2．1 锂离子电池发展简述

1．2．2 锂离子电池结构

1．2．3 锂离子电池工作原理

1．2．4 锂离子电池的特点

1．3 锂离子电池正极材料

1．3．2 LiNiO2正极材料

1．3．3 锂锰氧化物材料

1．3．4 磷酸铁锂正极材料

1．4 五氧化二钒材料

1．4．1 五氧化二钒材料的化学性质

1．4．2 五氧化二钒的制备方法

1．4．3 五氧化二钒研究现状

1．5 课题选择依据与研究内容

第二章 高温熔融法制备钒钼氧化物及其电化学性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 样品的制备

2．2．4 电极极片的制备

2．2．5 正极材料的组装

2．3 性能检测

2．3．1 材料表征

2．3．2 电化学性能测试

2．4 结果与分析

2．4．1 物相分析

2．4．2 形貌分析

2．4．3 充放电测试

2．5 本章小结

第三章 高温熔融法制备钒镍氧化物及其电化学性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要实验试剂

3．2．2 主要实验仪器

3．2．3 样品制备

3．2．4 电极极片的制备

3．2．5 正极材料的组装

3．3 性能分析

3．3．1 材料表征

3．3．2 电化学性能测试

3．4 结果与讨论

3．4．1 XRD物相分析

3．4．2 形貌分析

3．4．3 电化学性能分析

3．5 本章小结

4．1 总结

4．2 展望

参考文献

致谢