Li 1-x Na x Mn 2 O 4 正极材料的制备

发布时间：2024-04-28 05:14

　　目前,科技的迅猛发展为人们提供了便捷的生活条件,但人类对自然的过度开发使人们不得不面临日益恶化的环境问题和能源危机。电池在所有的储能方式中较为清洁高效,因此受到越来越多的科研人员的重视,在所有的电池种类中,LiMn₂O₄电池的比容量较高,循环性能和倍率性能好,便于生产和回收,且安全无污染。因此,LiMn₂O₄电池在电池领域备受关注。近年来钠电池也是人们研究的重点,Na相对于Li来说便宜易得,且离子半径较为接近,但是钠电池与锂电池相比实际比容量普遍较低且循环性能较差。本论文在LiMn₂O₄的基础上将Na掺杂进来合成正极材料,分析Na的掺杂对电池电化学性能的影响。首先实验采用固相法,从煅烧温度、不同锂含量以及不同锰源这三个方面对LiMn₂O₄电池正极材料的合成进行实验分析,再从XRD检测分析,SEM电镜图像,电化学性能测试分析几个方面对样品性能进行对比分析,最终比较得出,当以MnO₂为锰源,且L...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的组成结构
        1.2.2 锂离子电池工作原理
        1.2.3 锂离子电池的特点
        1.2.4 锂离子电池的市场前景
    1.3 锂离子电池正极材料的种类
        1.3.1 层状结构正极材料
        1.3.2 聚阴离子型正极材料
        1.3.3 尖晶石型正极材料
    1.4 钠锂混合电池的相关简介
        1.4.1 钠电池的发展情况
        1.4.2 钠锂混合电池
    1.5 本文的研究内容和意义
第2章 实验部分
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 LiMn₂O₄ 正极材料的制备
        2.2.2 纽扣电池的组装
    2.3 实验样品的表征方法
        2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.2 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.3 充放电性能检测
        2.3.4 交流阻抗测试
        2.3.5 循环伏安测试(CV)
第3章 LiMn₂O₄ 正极材料的合成
    3.1 引言
    3.2 不同煅烧温度的影响
        3.2.1 实验内容
        3.2.2 XRD物相分析
        3.2.3 SEM形貌分析
        3.2.4 电化学性能测试
    3.3 不同锰源的影响
        3.3.1 实验内容
        3.3.2 吉布斯自由能判断
        3.3.3 XRD物相分析
        3.3.4 SEM形貌分析
        3.3.5 充放电性能检测
    3.4 不同锂含量的影响
        3.4.1 实验内容
        3.4.2 XRD物相分析
        3.4.3 SEM形貌分析
        3.4.4 充放电性能测试
        3.4.5 阻抗分析
    3.5 本章小结
第4章 Na掺杂制备Li_1.05-xNa_x Mn₂O₄ 正极材料
    4.1 引言
    4.2 实验内容
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 XRD物相分析
        4.3.2 SEM形貌分析
        4.3.3 充放电性能测试
        4.3.4 阻抗分析
    4.4 本章小结
第5章 Al掺杂制备Li_0.90Na_0.15Mn_2-xAlxO₄ 正极材料
    5.1 引言
    5.2 实验内容
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 XRD物相分析
        5.3.2 SEM形貌分析
        5.3.3 电化学性能测试
        5.3.4 阻抗分析
    5.4 优化条件下材料的性能分析
        5.4.1 阻抗分析
        5.4.2 循环伏安测试分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢



本文编号：3966218