铁基锂离子电池电极材料的合成及其电化学性能

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bright545454
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
近年来,锂离子电池成为最具研发性,也是最有发展潜力,最先进的二次电池。由于其具有比容量大,原料易得,循环稳定性好,安全无污染等优点,普遍应用在手机,电脑,移动电源等便携式工具上。锂离子电池的负极材料有多种选择,就目前来看,一些过渡金属氧化物是作为负极材料的合适选择。现在普遍受到研究者青睐的是过渡金属氧化物是Fe3O4,其本身具有多种优点,比如原料易得,资源储量大,比容量大,循环稳定,安全系数高,环境友好等优点。不过Fe3O4的电子电导率不高,充放电过程中,由于一个分子对应多个锂离子的传输,导致体积变化比较大,这也导致材料粉化脱落现象严重,并且生成的SEI膜(固态电解质界面膜)会使锂的不可逆损失较大。这些劣势也导致四氧化三铁材料的循环性能和倍率性能不够好,严重影响了材料的电化学性能的提升。所以通过多种途径来提高四氧化三铁的电化学性能是目前研究的重点。对于正极材料的研究同样是锂离子电池发展进步的要求和必要条件。近些年来,备受研究者关注的正极材料主要是聚阴离子型化合物,因为这种化合物具有特殊的三维结构。而这种结构会带给正极材料很多优点,比如在充放电循环过程中,锂离子的脱嵌以及电荷的迁移不会改变材料结构,循环性能非常稳定,而且能够有效的存储锂离子以及电荷,使得能量密度增大。而同样具有这种结构的LiFePO4由于在自然界中广泛存在,原料来源较多,价格廉价,对环境友好等特点,更加吸引了越来越多的研究人员开展对以磷酸亚铁锂为正极材料的锂离子电池的研究。拥有着分级结构的C包覆的磁性纳米复合材料Fe3O4/C,因为具有较大的比表面积和较密集的孔分布而提高了其锂离子电池的电化学性能。在本文中,以Fe(acac)3为铁源,丙三醇和乙醇为溶剂,通过溶剂热结合高温煅烧法,在N2气氛围中,600℃温度下加热铁醇盐前驱体3h,成功制备出了在碳基表面附着Fe3O4纳米晶体的层状结构的Fe3O4/C纳米片复合物。并对所得的Fe3O4/C纳米片样品进行了XRD、RAMAN、SEM、TEM、TG/DSC、BET、电化学性能等表征,进一步探究了Fe3O4/C纳米材料作为锂离子电池阳极材料的优势。通过恒流充放电分别在不同电流密度100 mAg–1和200 mAg–1下对样品进行电化学测试,发现循环100圈后样品的放电比容量依然保持在647 mAhg–1和546 mAhg–1,相对于之前有关于Fe3O4/C纳米复合材料的报道,展示出了更优越的电化学性能表现。这种Fe3O4/C纳米片不仅丰富了纳米材料的内容,而且作为锂离子电池的阳极材料非常有利于锂离子的存储。碳复合的LiFePO4纳米材料通过采用七水硫酸亚铁为铁源、PA为磷源、羟乙基纤维素为碳源和结构导向剂,氢氧化锂为锂源,以水体系为反应介质,运用共沉淀结合高温煅烧法(750℃8h)在原子和离子水平上制备得到。而且在制备过程中通过冷冻干燥法进一步控制形貌。并对碳复合的LiFePO4纳米材料样品进行了XRD、RAMAN、FT-IR、SEM、TEM、TG/DSC、BET以及电化学性能表征。通过对碳复合磷酸铁锂纳米粒子进行微粒恒电流充放电测试,结果表明其在0.1C、0.5 C、1 C倍率下的首次恒电流放电比容量分别为173.8mAhg–1、128.7mAhg–1、99.7mAhg–1,恒流充放电循环100圈后的放电比容量分别为136mAhg–1、116mAh g–1和99 mAhg–1,容量保持率分别接近80%,90%,100%,说明循环稳定性不错,但是大倍率下充放电性能有待提高。
其他文献
近年来,国家持续发文强调要推动建造方式改革,不断促进装配式建筑及预制构件的发展,加强其在实际工程中的应用。而装配式建筑中水平受力筋及竖向受力筋的可靠连接是保证装配式建筑具备良好力学性能的关键,同时也是制约装配式建筑推广主要原因之一。目前,装配式建筑受力筋的连接方式主要可分为钢筋浆锚搭接及钢筋套筒灌浆连接两种。其中,钢筋套筒灌浆连接具有不受钢筋直径大小及建筑高度等因素影响的优点而备受青睐。然而,在实
当今,癌症已成为威胁我国人民健康的头号杀手且死亡率较高,放射治疗作为三大主流肿瘤治疗技术之一,一直不懈追求高精度、高疗效和低副作用,而硼中子俘获治疗(BNCT)技术作为一
伴随着微处理器技术的飞速发展,计算机处理速度的不断改善,数字图像处理成为了一个火热的领域,并且在日常生活的各个部分得到了广泛的应用。凸显边缘作为数字图像处理的一个
目前存储比特币的钱包存在技术缺陷。主要表现在大部分钱包软件在离线交易时不仅需要大量存储和备份用户密钥,而且容易遭受一种陷门攻击。此外比特币系统的假名机制仅具有伪匿名性,利用交易图谱分析或找零攻击等方法,敌手可以轻易获取用户的交易隐私信息。按照是否存在第三方平台(如混币服务器),已有的提高比特币系统匿名性的方法可以分为中心化的隐私保护方案和去中心化的隐私保护方案,但这些方案存在应用场景受限等问题。因
在新形势下的政治思想工作最基本的方法就是言传与身教。言传与身教相辅相成,不可偏废。把握好言传与身教的关系是做好思想政治工作的关键。
探索"互联网+"语境下工会服务职工群众的路径有助于进一步明晰新业态、新关系下工会的工作机制和服务方式,增强组织凝聚力,实现工作创新突破,更好地开展服务。面对当前工会运
<正>在家就能创业,消费不用花钱,消费还可以全返,旅游可以免费,做微商挣大钱……如果听到诸如此类的宣传口号,一定要慎重,因为这些可能是最新的传销骗局。随着虚拟经济、金融
本文介绍了敏捷项目管理的概念及其发展过程,并对其能否作为一种通用的项目管理方法进行了探讨。通过对一般项目管理五个过程和敏捷项目管理的五大模块进行实质分析,将项目实
黄栀子不仅是我国绿化、美化环境优良花卉观赏树种,而且还是我国南方地区水土保持及改良土壤造林的重要经济林灌木树种。通过建立项目示范生产基地,系统地总结出黄栀子的选地