發(fā)布時(shí)間：2017-11-07 04:27

  本文關(guān)鍵詞：新型多元釩基鋰離子電池負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)理及電化學(xué)性能研究

  更多相關(guān)文章： 多元釩基負(fù)極材料 儲(chǔ)鋰機(jī)理 電化學(xué)性能優(yōu)化 電化學(xué)重構(gòu)

【摘要】：新型多元釩基負(fù)極材料具有成本低廉、原料豐富、理論容量高等優(yōu)點(diǎn),在鋰離子電池中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,受到了廣泛的關(guān)注。然而此類材料的儲(chǔ)鋰機(jī)理比較復(fù)雜,尚需進(jìn)一步研究。另外,此類材料電化學(xué)性能不夠理想,有待進(jìn)一步優(yōu)化。本論文旨在探索新型多元釩基負(fù)極材料的制備及儲(chǔ)鋰機(jī)理,研究影響材料儲(chǔ)鋰容量及循環(huán)性能的關(guān)鍵因素,并通過(guò)有效手段提升其電化學(xué)性能。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過(guò)簡(jiǎn)單方法制備了CoV2O6材料。充、放電機(jī)理研究表明:放電過(guò)程中,CoV2O6首先轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)iV2O5和Co3V2O8,隨后Co3V2O8逐漸轉(zhuǎn)變成CoO,同時(shí)形成了LixV2O5,最終CoO被還原成Co單質(zhì),放電過(guò)程出現(xiàn)無(wú)定型化。充電過(guò)程中,Li+從LixV2O5中脫出,Co單質(zhì)被氧化成CoO。通過(guò)將Co V2O6與天然石墨(NG)復(fù)合獲得了優(yōu)異的電化學(xué)性能:100次循環(huán)后其充、放電比容量分別為665和669 mAh g-1。(2)通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)首次在泡沫鎳上原位生長(zhǎng)了NiV3O8納米片,將NiV3O8/Ni復(fù)合結(jié)構(gòu)作為鋰離子電池電極顯示了優(yōu)異的電化學(xué)性能。經(jīng)過(guò)0.1~20 C 60次循環(huán)后,當(dāng)恢復(fù)至小電流0.1 C時(shí),其放電比容量能夠回到0.78 mAh cm-2。(3)通過(guò)水熱和固相燒結(jié)制備了與NG具有良好電化學(xué)兼容性的NiV3O8負(fù)極材料。研究表明,NiV3O8與NG在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生了協(xié)同電化學(xué)重構(gòu),形成了均勻的多孔結(jié)構(gòu)。所制備的NiV3O8/NG復(fù)合材料經(jīng)歷320次從0.16~3.1 A g-1重復(fù)倍率測(cè)試后,繼續(xù)在0.31 A g-1下循環(huán)360次后循環(huán)容量沒(méi)有出現(xiàn)明顯衰減,循環(huán)至680次后其充、放電比容量仍高達(dá)814和819 mAh g-1。(4)通過(guò)簡(jiǎn)單方法制備了CuV2O6材料,首次將其應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極并對(duì)其儲(chǔ)鋰機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果表明:放電過(guò)程中CuV2O6首先轉(zhuǎn)變?yōu)镃u3V2O8和LiV2O5,隨后Cu3V2O8逐漸轉(zhuǎn)變成CuO,同時(shí)形成LixV2O5,最終CuO被還原成Cu單質(zhì),放電過(guò)程伴隨著無(wú)定型化。充電過(guò)程中,Li+從LixV2O5中脫出,Cu單質(zhì)被氧化成CuO。通過(guò)與NG復(fù)合可以顯著提升CuV2O6的電化學(xué)性能。結(jié)果顯示:在110 mA g-1電流密度下其首次充、放電比容量分別為453和725 mAh g-1,200次循環(huán)后仍能保持在533和537 mAh g-1。(5)通過(guò)水熱和固相燒結(jié)法制備了多孔Zn3V3O8納米片。儲(chǔ)鋰機(jī)理研究表明其可作為一種新型嵌入型鋰離子電池負(fù)極材料。通過(guò)將其與NG復(fù)合顯示了優(yōu)異的電化學(xué)性能,所制備的Zn3V3O8/NG復(fù)合材料在120 mA g-1電流密度下循環(huán)200次后充、放電比容量穩(wěn)定在533和537 mAh g-1。
【學(xué)位授予單位】：三峽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李仕群;胡佳山;;粉煤灰物理化學(xué)性能評(píng)述[J];山東建材學(xué)院學(xué)報(bào);1989年01期

2 戴忠旭,詹暉,周運(yùn)鴻,桂嘉年,王仁卉;尖晶石鋰錳氧化物中氧缺陷對(duì)材料電化學(xué)性能的影響[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2003年03期

3 龔茜，，譚攸庚;釕鈦錫氧化物陽(yáng)極表面形態(tài)及電化學(xué)性能研究[J];氯堿工業(yè);1995年05期

4 屠德周;雷永泉;陳立新;呂光烈;魏范松;;退火處理對(duì)La-Mg-Ni-Co合金電化學(xué)性能的影響[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年03期

5 余祖孝;陳建;郝世雄;韓選平;;添加劑對(duì)鋁陽(yáng)極電化學(xué)性能的影響[J];電源技術(shù);2007年06期

6 孫泉?jiǎng)?肖來(lái)榮;;Zn-0.3Bi-0.06Ti合金的制備與電化學(xué)性能[J];電源技術(shù);2012年03期

7 鄧凌峰;陳洪;;2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑的合成及電化學(xué)性能[J];材料導(dǎo)報(bào);2009年22期

8 許樹茂;陳杰勇;鄧淇彬;高愛(ài)梅;舒東;;不同摻炭比例對(duì)超級(jí)電池負(fù)極鉛膏電化學(xué)性能的影響[J];蓄電池;2013年05期

9 李運(yùn)姣,常建衛(wèi),李洪桂,趙中偉,孫召明,霍廣生,孫培梅;富鋰型摻鈷尖晶石鋰錳氧化物的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年03期

10 李林艷;崔曉蘭;單忠強(qiáng);田建華;劉肖燕;;不同粘結(jié)劑對(duì)鋰-硫電池電化學(xué)性能的影響[J];功能材料;2014年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郄富昌;彭慶文;唐致遠(yuǎn);;鋰離子電池負(fù)極材料Li_2ZnTi_3O_8/C納米顆粒的制備及其電化學(xué)性能[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

2 李良超;郝仕油;林秋月;應(yīng)桃開;;納米氧化錳的制備及其電化學(xué)性能研究[A];第五屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅲ[C];2004年

3 劉志超;黨海軍;陳廣宇;張自祿;;氟化石墨的制備與電化學(xué)性能[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（上集）[C];2005年

4 張森;李志勇;;氟化處理對(duì)儲(chǔ)氫合金電化學(xué)性能的影響研究[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

5 季益剛;周益明;邵陽(yáng);戴躍華;俞燕青;王青;唐亞文;陸天虹;沈濤;;氫氧化鎳的低熱固相合成及其電化學(xué)性能[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（上集）[C];2005年

6 董怡辰;王振波;秦華;;炭包覆對(duì)動(dòng)力鋰離子電池正極材料電化學(xué)性能影響[A];第22屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2010年

7 侯磊;吳茂;何新波;曲選輝;;碳含量對(duì)磷酸釩鋰電化學(xué)性能的影響[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

8 鄒紅麗;招睿雄;沈培康;;鎢摻雜LiFePO_4的合成和電化學(xué)性能研究[A];第二十八屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

9 樊小勇;江宏宏;黃令;孫世剛;;電鍍錫作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（上集）[C];2005年

10 王婷;曹中秋;邊靜;;鎂鋁儲(chǔ)氫電極合金的制備及電化學(xué)性能研究[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 ;鋅的性質(zhì)與用途[N];期貨日?qǐng)?bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 盧桂霞;過(guò)渡金屬氧化物鋰離子電池負(fù)極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2015年

2 胡梅娟;金屬氧化物基鋰/鈉離子電池負(fù)極材料制備與電化學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2014年

3 劉芳延;基于綜纖維素制備炭基復(fù)合材料及其電化學(xué)性能研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

4 江小劍;基于脫合金法的錳基微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2015年

5 王聰;鋰離子電池電極材料Li_3V_2(PO_4)_3的制備及其電化學(xué)性能改性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 莫潤(rùn)偉;高性能鋰離子電池正極材料LiV_3O_8的制備及其電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 歷彪;鈦的含氟氧化物及其鋰化產(chǎn)物納米粒子的合成、表征與電化學(xué)性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

8 劉清朝;鋰空氣電池電極材料的制備和電化學(xué)性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

9 石麗麗;新型鋰硫電池正極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];北京理工大學(xué);2016年

10 劉兵;錫/鉬基鋰離子電池負(fù)極材料的微結(jié)構(gòu)調(diào)控及儲(chǔ)鋰性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 杜志玲;摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 宋巧蘭;新型離子液體的制備及其電化學(xué)性能研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

3 黃文靜;新型導(dǎo)電聚合物-石墨烯電極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D];南京理工大學(xué);2015年

4 馮釩;鋰離子電池負(fù)極材料ZnMn_2O_4的合成及其電化學(xué)性能研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

5 楊永剛;VO_4~(3-)摻雜對(duì)Li_3Fe_2(PO_4)_3正極材料電化學(xué)性能的影響[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

6 王有玲;三維結(jié)構(gòu)電極的構(gòu)筑及電化學(xué)性能研究[D];蘭州大學(xué);2011年

7 成宏;鋰硫電池正極材料的改性研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2015年

8 劉玲娟;L-半胱氨酸輔助合成鎳基硫化物及其電化學(xué)性能研究[D];大連海事大學(xué);2016年

9 石麟;多孔納米氧化銅鋰離子電池負(fù)極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2016年

10 張靜;鎳鈷氫氧化物/氧化物的制備及電化學(xué)性能[D];浙江大學(xué);2016年

本文編號(hào)：1150848