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LiFePO_4低维纳米材料的制备与表征

作　者: 郑惠元
导　师: 王进贤
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: LiFePO4 锂离子电池正极材料静电纺丝
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

橄榄石相的LiFePO4由于具有良好的安全性,循环性,原料价格低廉和环境友好等优点,被认为是极有前途的新一代锂离子二次电池正极材料,受到国内外科学工作者的广泛关注。本论文中以Fe(NO3)3·9H2O, H3PO4, LiOH-H2O和PVP为原料,采用静电纺丝技术制备了LiFePO4纤维,LiFePO4纳米带和LiFePO4阵列。采用TG-DTA, XRD, SEM, EDS等现代分析测试手段对样品进行系统地表征。结果表明：纳米纤维直径约为100m；纳米带的宽度约为1μm,厚度约为150m。本文还以溶胶凝胶法制备了纳米粒子作为参比,进行了形貌与电化学性能的研究。选择Ni和S元素作为LiFePO4材料Fe位和P位的掺杂元素,研究掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。以LiFePO4纳米粒子,LiFePO4纤维,LiFePO4阵列,LiFePO4内米带作为正极活性材料组装电池,进行电化学性能的测试。结果表明：1) LiFePO4纳米粒子：在0.1C倍率下,首次放电比容量为143 mAh/g,20次循环后容量没有衰减；在1C时,首次放电比容量为122.9 mAh/g,经过20次循环后,比容量降至105 mAh/g左右。2) LiFePO4纤维：在0.1C倍率下,首次放电比容量为160.1 mAh/g.各倍率下均显示了较好的容量保持。在2C时经过20次循环后,衰减率小于6.15%。3) LiFePO4阵列：在O.1C倍率下,首次放电比容量162.5 mAh/g。各倍率均没有明显衰减。在2C时经过20次循环后,衰减率小于5%。4) LiFePO4纳米带：在0.1C倍率下,首次放电比容量为154.6 mAh/go各倍率下均显示了较高的放电容量,分别循环20次后没有出现衰减。2C时经过20次循环后,衰减率小于1.5%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-31
  1.1 锂离子电池简介  7-12
  1.2 锂离子电池正极材料  12-15
  1.3 LiFePO_4简介  15-24
  1.4 静电纺丝法概述  24-30
  1.5 目的和意义  30-31
第二章实验试剂、仪器及表征方法  31-34
  2.1 实验试剂  31-32
  2.2 实验仪器  32
  2.3 表征方法  32-34
第三章 LiFePO_4纳米粒子的合成与电化学性能  34-42
  3.1 实验部分  34
  3.2 结果与讨论  34-40
  3.3 本章小结  40-42
第四章 LiFePO_4纳米纤维的合成与电化学性能  42-53
  4.1 实验部分  42-44
  4.2 结果与讨论  44-51
  4.3 本章小结  51-53
第五章 LiFePO_4纳米纤维掺杂Ni和S的合成与表征  53-61
  5.1 实验部分  53-54
  5.2 结果与讨论  54-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章 LiFePO_4纳米阵列的合成与电化学性能  61-70
  6.1 实验部分  61-62
  6.2 结果与讨论  62-68
  6.3 本章小结  68-70
第七章 LiFePO_4纳米带的合成与电化学性能  70-79
  7.1 实验部分  70-72
  7.2 结果与讨论  72-78
  7.3 本章小结  78-79
结论  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-88

LiFePO_4低维纳米材料的制备与表征

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