【摘要】：隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷創(chuàng)新,電子類設(shè)備在我們的生活中扮演了越來越重要的角色,而鋰離子電池在其中發(fā)揮了不可代替的作用。盡管如此,鋰離子電池的發(fā)展并沒有跟上我們工作和生活日益增長的需求,由于其合成成本高,實(shí)際容量低,循環(huán)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn),導(dǎo)致人們望而卻步。過渡金屬化合物由于其能量密度大等特點(diǎn)被大量應(yīng)用在鋰離子電池中,而鎳基過渡金屬化合物更是因其理論比容量高、自放電率低,使用安全性好等優(yōu)勢成為炙手可熱的鋰離子電池電極材料。如三元正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和NiS2負(fù)極材料,它們的理論比容量分別是278和870 mAh g-1,但由于在充放電過程中,鋰枝晶的產(chǎn)生和電極材料的體積膨脹以及較差的導(dǎo)電性等導(dǎo)致了電極材料的電化學(xué)性能不理想。為此,本文分別針對這兩種電極材料提出了有效的提升電化學(xué)性能的方法,并做出了詳細(xì)的解釋與闡述。1.具有暴露的(001)晶面的圓盤狀LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2納米片的合成及其鋰離子電池性能的研究在Pechini法的基礎(chǔ)上添加特定的表面活性劑span 85合成制備出圓盤狀的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2納米片。結(jié)果表明,液體表面活性劑的添加對LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2納米片的形貌變化起關(guān)鍵作用,不僅能使納米顆粒分散均勻,而且能改變納米顆粒的大小,最重要的是可以暴露活性晶面。運(yùn)用XRD詳細(xì)分析了納米片的物相組成,利用FESEM和HRTEM對納米片的微觀形貌進(jìn)行了表征,并深入探究其應(yīng)用在鋰離子電池中的電化學(xué)性能。這種應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料在2 C倍率下循環(huán)200圈后仍能保持在165 mAh g-1,其容量保持率為98.2%。2.榴蓮狀NiS2@rGO復(fù)合納米材料的合成及其鋰離子電池性能的研究通過添加適量的GO,運(yùn)用EDTA-2Na輔助水熱法合成榴蓮狀的NiS2@rGO納米復(fù)合材料。結(jié)果表明,EDTA-2Na和GO的加入對榴蓮狀形貌的形成和倍率性能的提高發(fā)揮至關(guān)重要的作用:EDTA-2Na作為一種有效的螯合劑,能夠與不穩(wěn)定的Ni2+結(jié)合形成穩(wěn)定的螯合物,避免了 Ni2+被GO氧化;GO的添加不僅會(huì)增加電極材料在充放電過程中的電導(dǎo)率,而且GO上的含氧官能團(tuán)也可以作為NiS2成核的基底,石墨烯和NiS2之間的官能團(tuán)可以促進(jìn)納米材料在成核和生長過程中的良好分散。當(dāng)NiS2@rGO納米復(fù)合材料應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極時(shí),在100,200,500,1000,2000 mAg-1下充放電循環(huán)200圈之后,其可逆放電容量可以達(dá)到1053,947,885,798,603 mAh g-1。
【圖文】：

逡逑１．３．２鋰離子電池的工作原理逡逑鋰離子電池工作過程的原理可用圖１－１來解釋［３］。逡逑正極是ＬｉＣｏ０２，負(fù)極是石墨，電解液為ＬｉＰＦ６的有機(jī)溶液。電池主要依靠鋰離子在逡逑正負(fù)極之間嵌入－脫出并伴隨相應(yīng)的電子移動(dòng)來工作：充電過程中，Ｌｉ＋會(huì)從ＬｉＣ0０２脫出，逡逑擴(kuò)散并嵌入到石墨層間，，正極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，而負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，得電子；逡逑放電過程中，Ｌｉ＋從石墨脫出，擴(kuò)散并嵌入到ＬｉＣ0０２中，正極發(fā)生還原反應(yīng)，得電子，逡逑而負(fù)極則發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子［３］。逡逑２逡逑

２．３實(shí)驗(yàn)結(jié)果表征與分析逡逑２．３．１產(chǎn)物物相與結(jié)構(gòu)分析逡逑Ｄ－ＮＣＭ和ＳＦ－ＮＣＭ的晶體結(jié)構(gòu)通過Ｘ射線衍射圖像分析，如圖２－２所示，Ｄ－ＮＣＭ逡逑的所有衍射峰都與ＳＦ－ＮＣＭ保持一致，表明了添加表面活性劑之后，晶體結(jié)構(gòu)并未發(fā)逡逑生明顯改變。衍射圖像表明Ｄ－ＮＣＭ納米片的結(jié)晶性非常好，屬于（１＊３？６0２型（Ｒ邋５ｍ逡逑空間群）。（００６）邋／邋（０１２）和（１０８）邋／邋（１１０）雙峰的明顯分裂表明了邋Ｄ－ＮＣＭ是有序逡逑的層狀結(jié)構(gòu)。（００３）峰與（１０４）峰的強(qiáng)度比可以說明ＮＣＭ粉末的結(jié)晶度。／邋（００３）逡逑／Ｍ邋１０４）的比值越大，其層狀結(jié)構(gòu)越好。值得注意的是，Ｄ－ＮＣＭ中／邋（００３）邋／／邋（１０４）逡逑的之比為１．５２，高于ＳＦ－ＮＣＭ的１．４２，且都高于１．２，說明了陽離子混排程度都很低［７３，７４】。逡逑此外，通過放大圖１中的布拉格峰和謝樂公式：逡逑Ｄ邋＝邋Ｋ邋Ｘ７（Ｂｃｏｓ邋０）逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1;TM912

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 晏婷婷;郭小明;;廢舊鋰離子電池回收處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J];江西化工;2018年06期

2 楊杰;王婷;杜春雨;閔凡奇;呂桃林;張熠霄;晏莉琴;解晶瑩;尹鴿平;;鋰離子電池模型研究綜述[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2019年01期

3 周會(huì)會(huì);宋鵬;蘇文彬;;鋰離子電池火災(zāi)的滅火技戰(zhàn)術(shù)研究[J];武警學(xué)院學(xué)報(bào);2017年12期

4 ;全球首部《鋰離子電池企業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范》發(fā)布[J];中國有色金屬;2018年03期

5 李鎮(zhèn);;鋰離子電池安全相關(guān)因素分析[J];電子世界;2018年12期

6 顧琮鈺;孫均利;;三元鋰離子電池火災(zāi)危險(xiǎn)性分析[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2018年07期

7 費(fèi)有靜;;鋰離子電池材料回收技術(shù)探索[J];新材料產(chǎn)業(yè);2018年06期

8 李乾坤;;鋰離子電池生產(chǎn)工藝及其發(fā)展前景[J];化工設(shè)計(jì)通訊;2018年07期

9 張悅;何麗杰;張守慶;史春薇;楊占旭;;廢舊鋰離子電池的回收技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J];電源技術(shù);2018年08期

10 韓旭;劉全義;呂志豪;孫中正;;18650型鋰離子電池燃爆特性研究[J];民航學(xué)報(bào);2018年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 連麗玲;李春南;黃奕釗;;新形勢下對鋰離子電池檢測標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重點(diǎn)及不足的思考[A];探索科學(xué)2016年6月學(xué)術(shù)研討[C];2016年

2 周恒輝;祁麗亞;信躍龍;楊程凱;吳愷;;構(gòu)建自支撐柔性高能密度鋰離子電池電極[A];中國化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三十分會(huì)：化學(xué)電源[C];2016年

3 孫維yN;于川茗;梁靜;陶占良;陳軍;;花狀二硫化鉬的制備及鋰離子電池性能的研究[A];第七屆全國物理無機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2016年

4 余小清;陳國喜;鄒嘉林;陳東云;王宣懿;;基于ANSYS的18650鋰離子電池單體穩(wěn)態(tài)熱分析[A];2017年中國汽車先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用大會(huì)論文集（《汽車實(shí)用技術(shù)》2017年第7期）[C];2017年

5 安宇鵬;張U

本文編號(hào)：2631581