磷酸钒锂/碳复合材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2023-03-11 02:28

　　磷酸钒锂具有能量密度高、循环寿命长、稳定安全等优点成为一种十分具有商业潜力的锂电池正极材料。然而,相对较低的本征电导率和锂离子扩散系数阻碍了磷酸钒锂的应用。本论文利用碳材料(无定形碳、还原氧化石墨烯和官能团化多壁碳纳米管)复合磷酸钒锂制备磷酸钒锂/碳复合材料,用来改善磷酸钒锂的电化学性能。采用溶胶凝胶法制备磷酸钒锂/无定形碳复合材料,探讨前驱体中碳源加入量对复合材料的电化学性能影响,结果表明,前驱体中碳源和钒源适宜摩尔比为1∶1;样品在3.0⁴.3 V,0.5 C条件下,首次放电比容量为122 mAh/g,0.5 C循环80周后,比容量保持率为98.7%,10 C放电比容量为78 mAh/g。采用微波消解法制备磷酸钒锂/无定形碳/还原氧化石墨烯复合材料,探讨还原氧化石墨烯加入量对复合材料的影响,结果表明,前驱体中氧化石墨烯适宜加入量为7.0wt.%;样品首次放电比容量为130 mAh/g,0.5 C和10 C循环100周后,比容量保持率分别为99.5%和98.1%,在20 C条件下,样品依然有95 mAh/g的比容量。采用溶胶凝胶法制备磷酸钒锂/无定形碳/官能团化...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 锂离子电池
    1.3 磷酸盐型正极材料
    1.4 磷酸钒锂的研究进展
        1.4.1 磷酸钒锂的结构及充放电机理
        1.4.2 磷酸钒锂的合成方法
        1.4.3 磷酸钒锂的研究现状
    1.5 本课题的意义、研究内容和技术路线
        1.5.1 本课题的研究意义
        1.5.2 本论文的主要研究内容
        1.5.3 技术路线
2 实验部分
    2.1 实验材料和仪器设备
        2.1.1 试剂及原料分析
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 实验过程
        2.2.1 氧化石墨烯的制备
        2.2.2 多壁碳纳米管的纯化及官能团化
        2.2.3 磷酸钒锂/碳复合材料的制备
    2.3 半电池制作及电化学性能测试
        2.3.1 半电池制作
        2.3.2 电化学性能测试
3 结果与讨论
    3.1 氧化石墨烯表征
    3.2 官能团化多壁碳纳米管表征
    3.3 磷酸钒锂/碳复合材料前驱体表征
        3.3.1 官能团分析
        3.3.2 热重分析
        3.3.3 结构表征
    3.4 磷酸钒锂/碳复合材料表征
        3.4.1 结构表征
        3.4.2 形貌表征
    3.5 磷酸钒锂/碳复合材料电化学测试
        3.5.1 恒流充放电性能对比
        3.5.2 循环伏安对比
        3.5.3 电化学阻抗对比
    3.6 优选样品对比及机理分析
        3.6.1 优选样品对比
        3.6.2 优选样品机理分析
4 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
详细摘要



本文编号：3759019