基于层状无机-有机过渡金属磷酸盐制备LiMPO4(M=Fe,Mn)复合材料及其电化学性能

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jingcang_wu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
正极材料是电池的重要组成部分,它对电池技术的发展起着关键性作用。橄榄石结构磷酸铁锂由于具有比能量高,循环性能好,环保性佳,价格低廉和优异的安全性能,曾被认为是非常有前景的适用于动力电池的材料。然而,橄榄石结构正极材料由于晶体结构的缺点导致其导电性和锂离子迁移速率很差。磷酸铁锂纯相为绝缘体,电导率为10-9~10-10S·cm-1,这大大低于过渡金属氧化物正极材料钴酸锂和锰酸锂的导电性。磷酸锰锂纯相的导电性和锂离子迁移速度比磷酸铁锂还低。为了改善电极材料的电化学性能,碳包覆是一条有效途径。碳包覆可以通过在颗粒表面形成碳包覆层以提高过渡金属磷酸盐LiMPO4的导电性。此外,在碳包覆过程中,碳的存在可以抑制LiMPO4颗粒的长大,且提供还原环境以阻止二价铁离子氧化为三价铁离子。近年,原位热解金属有机化合物(MOFs)制备碳包覆正极材料受到关注,大量MOFs作为前驱体用于制备电极材料,并取得了较好的电化学性能。然而,由于该类前驱体价格较高,制备复杂,从而限制了其应用前景。层状无机-有机化合物是一类潜在的热解前驱体材料,具有成本低,合成简单等优点,然而目前基于层状无机-有机过渡金属磷酸盐制备LiMPO4/C复合材料的报道比较少,因此本论文选择该类前驱体,通过原位热解的方式制备了LiMPO4/C复合材料,并对其电化学性能进行了研究。论文的主要内容包括:1.基于层状无机-有机辛二胺磷酸铁为前驱体制备了LiFePO4/C复合材料,研究了锂源对LiFePO4/C复合材料电化学性能的影响。结果表明,以硝酸锂为锂源时,合成材料中LiFePO4纳米颗粒镶嵌在三维多孔碳基质中,表现出优异的电化学性能。合成的LiFePO4/C复合材料在0.1 C和10 C倍率下放电比容量分别达到150 mAh·g-1和80 mAh·g-1,1 C倍率下充放电循环500次后的容量保持率为96.2%。2.以层状己二胺磷酸铁为前驱体制备了LiFePO/4C复合材料,材料中碳网络不仅包覆在颗粒表面,还在颗粒间起桥连作用,颗粒粒径分布在100-200 nm。材料在0.1 C倍率下首次放电容量为147 mAh·g-1,l0 C和30 C倍率下容量分别高达110 mAh·g-1和90 mAh·g-1。3.基于层状有机-无机磷酸锰-胺为前躯体,通过与锂源混合后利用高温热处理制备了LiMnPO4/C复合材料。研究了煅烧温度、煅烧时间、不同胺源、不同锂源等对LiMnPO4/C复合材料电化学性能的影响。优化反应条件后合成了纳米形貌的LiMnPO4/C复合材料,它在C/20放电倍率下比容量达到121 mAh·g-1。
其他文献
古城托伦位于波兰中北部,波兰第一大河维斯瓦河从它身边流过.与华沙及其他灿若繁星的欧洲名城相比,托伦只是个小城市;然而因为伟大的科学家哥白尼在此地诞生,使托伦名扬世界.
期刊
工业革命以前,大气中CO2的浓度约为280 ppm,然而仅仅经过一个多世纪的时间,其浓度已经高达390 ppm,升高了约35%~40%。CO2作为主要温室气体,直接导致了全球气温上升,带来了一系列气候与
老爷这一称呼出现在宋元时期,是出自对官吏的畏惧,才使用“老爷”“爷”这样称呼长辈的词语.到了明清时期,这种称谓被明文规定下来.明朝的九卿、词林和外任司道以上的官可以
期刊
提到再生资源,人们一般会想到废钢、废纸、废金属、废塑料、废弃电器和报废汽车,因为这些品种存量巨大,而且都有很高的回收利用价值.但对于废玻璃的回收利用,人们就很陌生,专
期刊
目前普遍使用的高级人造金刚石磨料,宜加工硬而脆的材料,不很适合加工钢铁类韧性金属和合金,这主要是因为金刚石在高温下会与钢铁类金属发生化学反应,从而影响金刚石的使用寿命和
本文以河北保定天然钙基蒙脱土为原料,经过提纯、钠化,再利用十六烷基三甲基溴化胺进行有机化插层处理,制备了有机化蒙脱石(OMMT),然后再以聚丙烯(PP)为主料,尼龙6(PA6)为辅料,添加
学位
产品、货物在流通过程当中,不可避免的要遭受各种各样环境因素的考验,这些影响可能会造成很严重的后果。因此有必要对产品流通全过程进行严密监测并进行分析。 针对这一现实
再生水作为一种潜在的水资源,可以应用于农业、工业和城市杂用等,能有效的缓解水资源短缺的问题。随着再生水利用规模的不断扩大,必将形成庞大的再生水管网系统,然而现在对再生水
高分子水凝胶是一类重要的功能性软材料,具有许多刚性材料不具备的形变和机动性能,在生物医疗,智能材料及环境保护等方面具有很大应用前景。聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)水凝胶是多重环境响应性水凝胶,而氧化石墨烯(GO)具有良好的物理和化学性能,是常用的杂化凝胶的无机基体。通过原位溶液聚合法制备GO/高分子复合水凝胶膜,拓宽高分子水凝胶在驱动器件方面的应用。1.以改进Hummers氧化