N,N-二甲基甲酰胺(DMF);b.氯化镁(MgCl2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF);c.乙二胺四乙酸二钠镁(EDTA-Mg)溶解于甲酰胺(FA)。通过电导率、电解、放电和SEM等分析测试方法对" />
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镁离子电池体系基础性能的研究

作　者: 李翠
导　师: 梁广川
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 镁离子电池 N,N-二甲基甲酰胺 乙二胺四乙酸二钠镁 甲酰胺 MgxMnO2
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文研究了镁离子电池在以下电解液体系中的电化学性能:a.高氯酸镁(Mg(ClO4)2)溶解于甲酰胺 的学位论文">N,N-二甲基甲酰胺(DMF);b.氯化镁(MgCl2)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF);c.乙二胺四乙酸二钠镁(EDTA-Mg)溶解于甲酰胺(FA)。通过电导率、电解、放电和SEM等分析测试方法对溶液电导率、镁离子的溶解-沉积、电池体系的放电性能进行了研究。合成了电池的正极材料MgxMnO2,组装电池并检测放电性能。结果显示,三种电解液体系组装的Mg/Mg电解池体系,均可观察到镁离子的溶解-沉积现象。其中,在FA/EDTA-Mg溶液体系中,镁离子的溶解-沉积现象最显著。镁片的溶解表现为均匀分布的圆形腐蚀坑,镁离子的沉积物较疏松。电解电流在三种电解质溶液中表现出不同的变化趋势,表明镁离子在其中不同的迁移方式。实验表明,电导率不是影响溶液体系电解电流的唯一因素,即电导率大的溶液体系并不具有最大的电解电流。极间距对电解电流的影响呈无规则状态。以DMF/Mg(ClO4)2为电解液的体系中,不同极间距结构中电解电流大小排布为:I (0.1mm) > I (0.2mm) > I (0.8mm) > I (1mm) > I (3mm) > I (0.5mm) ;以DMF/MgCl2为电解液的体系中,不同极间距结构中电解电流大小排布为:I (0.1mm) > I (0.2mm) > I (0.5mm) > I (1mm) > I (0.8mm) > I (3mm);以FA/EDTA-Mg为电解液的体系中,不同极间距结构中电解电流大小排布为:I (3mm) > I (0.2mm) > I (0.1mm) > I (1mm) > I (0.5mm) > I (0.8mm)。实验成功组装了新型有机电解液电池。组装的Mg/MgxMnO2、Mg/C电池,以DMF为溶剂的电解液体系的开路电压在1.5V左右;FA/EDTA-Mg体系具有2.2V以上的开路电压。电池体系可在电流密度为0.2～0.4mA/cm2下,维持放电10小时以上。Mg‖FA/EDTA-Mg‖MgxMnO2电池在0.05～0.06mA/cm2的电流密度下放电,起始放电电压为2.09V,在1.9V开始稳定放电;电池分别在1.8V左右和0.9V左右出现放电平台;截止电压为0.8V时,放电时间可持续70小时以上;电池正极材料的放电比容量在175mAh/g以上。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 文献综述  10-19
  §1-1 镁离子电池研究进展  10-12
    1-1-1 引言  10
    1-1-2 镁离子电池的特点  10-11
    1-1-3 镁离子电池的工作原理  11
    1-1-4 镁离子电池的研究现状  11-12
  §1-2 镁离子电池材料的研究进展  12-17
    1-2-1 负极材料  12-13
    1-2-2 电解液材料  13-15
    1-2-3 正极材料  15-17
  §1-3 镁离子电池存在的问题  17-18
  §1-4 论文研究的目的和内容  18-19
    1-4-1 研究的目的和意义  18
    1-4-2 研究内容  18-19
第二章 实验与方法  19-25
  §2-1 实验仪器与药品  19-20
  §2-2 电极活性物质的合成方法  20-21
  §2-3 电极极片的制备  21
    2-3-1 电池正极极片的制备  21
    2-3-2 镁片的预处理  21
  §2-4 电解质溶液的配制  21-22
  §2-5 模拟电池的组装  22-23
  §2-6 电化学性能测试  23-25
    2-6-1 SEM 形貌观察  23
    2-6-2 电解液电导率的测定  23
    2-6-3 镁离子溶解-沉积性能的测定  23
    2-6-4 放电性能的测试  23-25
第三章 DMF/Mg(ClO_4)_2体系的性能研究  25-33
  §3-1 电导率的测定  25-26
  §3-2 镁离子在DMF/Mg(ClO_4)_2体系中的溶解-沉积  26-27
  §3-3 放电性能的测试  27-30
    3-3-1 Mg/Mg_xMnO_2电池  27-29
    3-3-2 Mg/C 电池  29-30
  §3-4 放电性能的比较分析  30-32
    3-4-1 电压变化曲线的比较分析  30-31
    3-4-2 电流变化曲线的比较分析  31-32
  §3-5 本章小结  32-33
第四章 DMF/MgCl_2体系的性能研究  33-40
  §4-1 电导率的测定  33
  §4-2 镁离子在DMF/MgCl_2体系中的溶解-沉积  33-35
  §4-3 放电性能的测试  35-38
    4-3-1 Mg/Mg_xMnO_2电池  35-36
    4-3-2 Mg/C 电池  36-38
  §4-4 放电性能的比较分析  38-39
    4-4-1 电压变化曲线的比较分析  38
    4-4-2 电流变化曲线的比较分析  38-39
  §4-5 本章小结  39-40
第五章 FA/EDTA-Mg 体系的性能研究  40-46
  §5-1 引言  40
  §5-2 电导率的测定  40-41
  §5-3 镁离子在FA/EDTA-Mg 体系中的溶解-沉积  41-44
  §5-4 放电性能的测试  44-45
  §5-5 本章小结  45-46
第六章 结论  46-47
参考文献  47-51
致谢  51-52
攻读学位期间所取得的相关科研成果  52

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 蓄电池
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