文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
镁二次电池材料制备及电化学性能研究
姓名:冯真真
申请学位级别:博士
专业:应用化学
指导教师:杨军
20080601
上海交通大学博士学位论文镁二次电池材料制备及电化学性能研究摘要质和锂有许多相似之处,且具有价格便宜嘉o/踩愿呒镁二次电池是一种有良好前景的化学电源。镁的离子半径、化学性环境友好等优点;镁的理论比容量较大芴峁┍惹λ岬池和镍一镉电池系统高得多的能量密度,虽然镁二次电池在小型装置方面的应用难以与锂电池相竞争,但在大负荷用途方面有潜在优势,被认为是很有望适用于电动车的一种绿色蓄电池。对镁二次电池的研究,目前还处于初级阶段,主要集中于可实现镁可逆沉积的非水电解液以及可嵌入的正极材料。本论文研究了有机镁铝络合物的四氢呋喃电解液中金属镁的电化学可逆沉积一溶出的金属基质效应,并尝试制备可实现镁可逆沉积的新型电解液,在此基础上设计并制备了两种可用于镁二次电池的新型正极材料,通过改进制备方法、优化工艺及表面改性等手段,获得高的放电平台及电化学放电容量。主要研究内容如下:芯苛私鹗裘镜牡缁Э赡娉粱艹龅慕鹗艋市вΑR远』镁投纫一为原料,自制高纯四氢呋喃H剂,。在该溶液中,我们研究了镁在银、铜、镍等金属基质上的
电化学沉积一溶出行为。发现在该体系中,镁在几种不同的金属基质上都可以进行沉积与溶出,但是沉积一溶出性能却存在较大差别。其中,镁在银上的沉积过程中因为可以形成银一镁合金,对镁的进一步沉积起到了很大的促进作用,从而使得连续沉积一溶出效率、过电位以及循环效率都明显好于其他几种金属基质。系中都可以较好的进行镁的沉积一溶出电化学反应,其中有机电解液中,,镁可逆的沉积一溶出会达到一个相对稳定的状态,捎枚嘀种票腹ひ占安煌奶及彩侄危票噶撕薪洗缶垡趵票噶硕』、二丁基镁一三氟化铝的四氢呋喃谢缃庵嗜芤海叭谆撬崦镜亩』谆溥蛩姆鹄子液体电解质溶液/琌.,研究了两种不同类型新型电解液中镁沉积一溶出的电化学性能。结果表明这些新型电解液体以瓵疶体系中镁沉积过电位较小;不同电解液中均以基质银上镁沉积一溶出的效果最佳,过电位小,循环效率最高。在过程中镁沉积过电位很高,并且还存在电位不稳定、波动的现象,但经此时的过电位很低。两种不同类型电解液中不同的镁沉积一溶出性能表现,对应着不同的镁沉积一溶出过程机理。褂眉鄹癖阋恕⒒肪秤押玫牡嫉绾虿牧及其与聚苯胺的复合物/作为镁二次电池的新型正极材料。与单纯的导电含硫材料相比,其与聚苯胺的复合物表现出更高的电极容量和较好的充放电循环性能,电池放电容量可达ǎ窝分笕萘咳阅芪衷第二次容量的%。子的硅酸锰镁正极材料,并将其应用于镁二次电池,=煌ù笱Рゝ宦畚摘要
曼。;事胯扶韭郝柿柯没事韭驶事事事改性溶胶一凝胶法制备的碳包覆硅酸锰镁材料../械某浞诺绲缁阅堋=峁砻鳎霉杷嵫嵌、脱镁的电化学性能与材料的导电性能及其颗粒尺寸密切相关。其中在倍率下放电容量可以达到āL及蔡岣吡瞬牧系牡电性,同时抑制了纳米颗粒间的团聚现象,因此增大了材料颗粒之间、电极材料和电解液之间的电子接触。而且,材料颗粒尺寸的减小缩短了颗粒内部镁离子的扩散路径。因此,活性材料的利用率大大提高,电化学极化现象明显减弱。同时,。高的电化学储镁容量以及好的嵌、脱镁循环性能使得该材料成为可用于镁二次电池的很有前景的正极材料。关键词:镁二次电池,电解液,镁负极,正极材料,
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冯真真保密口,在一年解密后适用本授权书。伪上海交通大学学位论文版权使用授权书不保密区朐谝陨戏娇蚰诖颉”日期:年日期:年本学位论文属于学位论文作者签名:指导教师签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。