锂一次电池正极材料二氧化锰的制备与电化学性能研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ujrcji54937
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
目前,锂二氧化锰电池因其环境友好、价格低廉、资源丰富以及工作电压稳定、能量密度高等优点成为锂一次电池研究的热点。其正极材料二氧化锰的理论比容量为308mAh/g,是决定电池电化学性能好坏的决定因素之一。但是二氧化锰材料本身电导率较低、结构稳定性差,导致电池大倍率放电性能较差。本文旨在提高MnO2正极材料的导电性,优化其晶胞参数,改善锂二氧化锰电池在大倍率下的放电性能。  本论文通过液相共沉淀法,在制备二氧化锰材料的过程中添加了十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)三种表面活性剂,并用X射线衍射分析(XRD)、傅立叶红外光谱测试(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、BET比表面积及吸脱附性能测试(BET)、恒流放电测试和电化学交流阻抗测试(EIS)分别检测了所得二氧化锰材料的物理-化学特性及相应的电化学性能特征。结果表明,使用不同表面活性剂所制得的二氧化锰均为β晶型,但是其晶胞参数却各有不同,添加SDS的样品晶格参数最优。不同的表面活性剂对产物的形貌影响重大,其中使用SDS作表面活性剂所制备的二氧化锰比表面积最大。相同的放电倍率下添加SDS的样品拥有最优异的电化学性能。紧接着又继续探索了SDS表面活性剂剂浓度对样品性能的影响。通过一系列的测试与表征发现,当SDS浓度从0.01M增加到0.03M时,相同倍率下电池的放电比容量相差甚微,但是若把SDS的浓度增大到0.05M时,二氧化锰材料的电化学性能却忽然反转,0.025C的放电条件下,其放电比容量由265mAh/g突然骤降到39mAh/g。EIS测试结果也显示加入的SDS浓度为0.03M时,电极材料的传荷阻抗最小,与其优异的放电性能相呼应。  为了改善合成二氧化锰在大倍率下放电性能的不足,进一步选择了Ag与Ti作为修饰元素,利用液相共沉淀法加超声辅助制备出了AgNO3、TiO2共同修饰改性的二氧化锰材料。结果显示,空白二样氧化锰与掺杂二氧化锰均为β晶型。通过元素掺杂,样品的形貌得到明显的改变,EDS结果显示Ag均匀的分散在二氧化锰表面,而Ti则主要分布在边缘位置。修饰后样品大倍率的放电比容量显著提升,1C下的容量由75mAh/g增大到115mAh/g。这与修饰后样品较短的锂离子迁移路径和较大的容纳锂离子的空间以及较小的传荷阻抗有关。Mn-O键能的增强对于抑制放电过程中体积膨胀也有一定的作用,可以使二氧化锰材料保持较好的结构稳定性。
其他文献
去甲斑蝥素是我国首先开发和应用的具有较强抗肿瘤活性、免疫调节及独特升白作用的药物,在临床上用于肝癌、食道癌、胃癌和乳腺癌等的治疗。近年来的研究表明,去甲斑蝥素是强效
[目的]建立半夏细胞悬浮培养体系。[方法]以半夏叶柄为外植体,采用正交试验设计研究了2,4-D、NAA、毒莠定和KT4种植物生长物质及其配比对疏松愈伤组织形成的影响。[结果]2,4-
采用定量和定性研究的方法,探索用“三明治”教学方法进行口语交际策略训练的有效性。研究结果表明:运用“三明治”进行口语交际策略训练,能够提高学生的成就策略意识和降低
配位聚合物的晶体工程和超分子化学是近年来无机化学的重要研究热点和迅猛发展的领域。用于配合物表征、结构测定等方面的仪器和技术不断普及、性能不断提高,这也从客观上为配
四氟硼酸锂(LiBF4)作为一种新型的锂离子电池电解质材料,以其在低温方面较优良的性能,近年来受到业界及科研工作者的普遍关注,但到目前为此,还没有LiBF4的标准分析方法。本文就在
含时密度泛函理论方法(TDDFT)合理考虑了电子交换相关效应和过渡金属重原子相对论效应,且所用的计算资源比其它高精度从头算方法节省,所以含时密度泛函理论方法是计算含有过渡
一、皮格马利翁效应的相关概要  (一)皮格马利翁效应的来源  皮格马利翁效应来源于远古时期的一个神话,相传古希腊的塞浦路斯国王皮格马利翁对雕塑艺术着迷,他亲自创作了一个理想中的女性雕像,并对其万分倾慕,视为伴侣。他的真诚之心感动了爱神阿佛罗狄忒,使得这座女性塑像变成了真人,与之结为夫妻。美国心理学家罗森塔尔对这个神话产生了兴趣,渴望通过实验来揭示神话故事中蕴含的心理学现象,1963年,罗森塔尔进行
六角晶系的锶铁氧体由于具有单轴磁晶各向异性,优越的性价比,较高的居里温度以及化学稳定性等特点而受到越来越多的关注。锶铁氧体是一种重要的永磁材料和磁记录材料,市场需求正
苏州工业园区职业技术学院报关与国际货运专业尝试构建实训课程体系取得了一定的成效,对高职院校报关与国际货运专业的教学改革起到一定的推动作用。 Suzhou Industrial Par
骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)是一种磷酸化的分泌型糖蛋白,其表达与各种肿瘤的发展与转移密切相关。但是OPN在肿瘤侵袭转移过程中的具体作用机制尚不明确,有待进一步研究。同时由