学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

MgMn双元素掺杂改性LiFePO_4的研究

作　者: 邱素芬
导　师: 杨绍斌
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 材料学
关键词: 锂离子电池 LiFePO4 离子掺杂 Mg2+ Mn2+
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 65次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


磷酸铁锂（LiFePO4）具有高的理论比容量（170mAh/g）,约为3.5V的电压,较好的热稳定性,低廉的成本和优良的环保性能,是目前新一代动力锂离子电池中最有潜力的正极材料之一。然而LiFePO4存在电子导电率和离子扩散速率极低的缺点,且倍率放电性能差,限制了其在动力锂离子电池上的大规模应用,因此,从LiFePO4出现以后,提高导电率一直是LiFePO4的研究热点。本文首先探讨了锂铁摩尔配比、烧结温度及时间等工艺条件对LiFePO4结构和电性能的影响;在此基础上,采用Mg2+、Mn2+金属离子对LiFePO4进行双元素掺杂改性。用XRD、SEM对材料结构、表面形貌进行表征,并采用充放电测试对材料进行电性能分析。实验结果表明:在锂铁摩尔配比为1:1、烧结温度为700℃、烧结时间为10h条件下制备的LiFePO4电性能最优,首次放电比容量为117.39 mAh/g。在锂位、铁位、双位分别进行不同量（4%、6%、8%）的Mg2+、Mn2+掺杂,其中Mg2+、Mn2+掺杂量分别为50%。实验结果表明:双元素掺杂改性后的LiFePO4为橄榄石型晶体结构,其电性能有了明显的改善,其中LiFe0.92Mg0.04Mn0.04PO4首次放电比容量达最高,为153.31mAh/g。

全文目录


致谢  6-7
摘要  7-8
Abstract  8-12
1 绪论  12-28
  1.1 课题背景  12
  1.2 锂离子电池概述  12-16
    1.2.1 锂离子电池的发展历史及现状  12-14
    1.2.2 锂离子电池的工作原理与特点  14-16
  1.3 锂离子电池正极材料的研究进展  16-19
    1.3.1 钴系正极材料  16-18
    1.3.2 镍系正极材料  18
    1.3.3 锰系正极材料  18-19
    1.3.4 钒系正极材料  19
    1.3.5 橄榄石结构正极材料LiMP0_4  19
  1.4 LiFeP0_4 的研究进展  19-27
    1.4.1 LiFeP0_4 的结构特点及导电性  19-20
    1.4.2 LiFeP0_4 的锂扩散及电化学性能  20-21
    1.4.3 LiFeP0_4 的制备方法  21-24
    1.4.4 LiFeP0_4 的改性  24-27
  1.5 选题目的及研究内容  27-28
2 实验方法  28-34
  2.1 实验原材料  28
  2.2 主要实验设备  28-29
  2.3 材料的合成  29-30
  2.4 材料的测试与表征  30-34
    2.4.1 XRD 测试分析  30-31
    2.4.2 SEM 测试分析  31
    2.4.3 材料的电化学性能测试  31-34
3 工艺条件对LiFeP0_4 电性能的影响  34-44
  3.1 锂铁配比对LiFeP0_4 的影响  34-37
    3.1.1 LiFeP0_4 物相分析  34-35
    3.1.2 LiFeP0_4 形貌分析  35-36
    3.1.3 LiFeP0_4 电性能分析  36-37
  3.2 烧结时间对LiFeP0_4 结构和电性能的影响  37-40
    3.2.1 不同烧结时间的LiFeP0_4 物相分析  37-38
    3.2.2 不同烧结时间的LiFeP0_4 形貌分析  38-39
    3.2.3 不同烧结时间的LiFeP0_4 电性能分析  39-40
  3.3 烧结温度对LiFeP0_4 结构和电性能的影响  40-43
    3.3.1 不同烧结温度的LiFeP0_4 物相分析  40-41
    3.3.2 不同烧结温度的LiFeP0_4 形貌分析  41-42
    3.3.3 不同烧结温度的LiFeP0_4 电性能分析  42-43
  3.4 本章小结  43-44
4 双元素掺杂对LiFeP0_4 的改性研究  44-54
  4.1 锂位掺杂对LiFeP0_4 改性的影响  44-47
    4.1.1 不同含量的锂位掺杂的物相分析  44-46
    4.1.2 不同含量锂位掺杂的形貌分析  46
    4.1.3 不同含量锂位掺杂的电性能分析  46-47
  4.2 铁位掺杂对LiFeP0_4 改性的影响  47-50
    4.2.1 不同含量铁位掺杂的物相分析  47-48
    4.2.2 不同含量铁位掺杂的形貌分析  48-49
    4.2.3 不同含量铁位掺杂的电性能分析  49-50
  4.3 双位掺杂对LiFeP0_4 改性的影响  50-53
    4.3.1 不同含量双位掺杂的物相分析  50-51
    4.3.2 不同含量双位掺杂的形貌分析  51-52
    4.3.3 不同含量双位掺杂的电性能分析  52-53
  4.4 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-60
作者简历  60-61
学位论文数据集  61-62

相似论文

  1. 锂离子电池用多元Sn合金基碳复合材料的研究,TM912.9
  2. 锂离子电池硅碳负极材料的制备与性能研究,TM912.9
  3. 用于回收废旧锂离子电池中贵金属钴的螯合剂的合成及其性能研究,X76
  4. 锂离子电池电极材料黑磷与LiMn2O4的第一性原理研究,TM912
  5. Mn2+激活硅酸盐红色磷光材料的制备研究,O482.31
  6. 氟代碳酸乙烯酯对锂离子电池低温性能的影响及其机理的研究,TM912
  7. 低温快烧结晶釉的制备与性能,TQ174.65
  8. 纳米多孔玻璃基复合发光材料的研究,TB383.1
  9. 锂离子电池正极材料LiFePO4及Li2FeSiO4的合成及改性研究,TM912
  10. 纳米磷酸铁锂的制备与改性,TM912
  11. LiFePO4正极材料的制备与改性研究,TM912
  12. 导锂聚合物电解质膜的制备及应用,TB383.2
  13. 锂离子电池正极材料LiFePO4的合成及电化学性能研究,TM912
  14. 石墨烯及其它基底上二氧化锡纳米棒阵列的生长、性能及器件,TB383.1
  15. 掺杂钴铁氧体及其复合材料的制备和性能研究,TB383.1
  16. 多孔五氧化二钒电极材料的合成、表征及性能研究,O614.511
  17. 石墨负极低温性能影响因素及改进研究,TM912
  18. 新型锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的制备与改性研究,TM912
  19. 拟南芥Mg~（2+）转运基因家族AtMGT4基因的功能研究,Q943
  20. 掺杂纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究,X13;TB383.1
  21. 产热凝胶粪产碱杆菌的生理代谢研究,TS202.3

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
© 2012 www.xueweilunwen.com