文档介绍：’珻..::: .一
作者签名:—洋签字日期:——丝』五』酗开中国科学技术大学学位论文原创性声明中国科学技术大学学位论文授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,足本人往导帅指导下进行研究工作所取得的成作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口保密!D果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论义中不包含仟何他人已经发农或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文巾作了明确的说明。有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交作者签名:导师签签字日
摘要进入二十一新世纪,伴随着经济迅猛发展和人类生活需求的提高,全球能源日益减少且环境恶化剧烈。严重的能源、环境危机使人们意识到传统能源在资源和转换方面的局限,所以研究人员在努力改进传统能源利用的同时,也开始研究价格低廉,储能丰富且污染很小的新能源材料。锂离子电池材料作为新能源材料中的一种,因其比能量大、输出电压平稳、自放电少、无记忆效应、绿色环保以及耐用性强等优势引起人们的关注。当物质在微纳米尺寸时,会产生很多新颖的性质,而且这些性质都与它们的尺寸、形状有很大的关系,因此具有特定形貌和尺寸的微纳米材料成为锂离子电池材料的首选。如何选择恰当的微纳米材料作为锂离子电池的电极材料,已然成为一个极受关注的研究课题。本文旨在通过高温反应得到结晶性好、纯度高的纳米颗粒,同时将其与不同的含碳材料复合形成多种具有更优电化学性能的三维微纳米复合材料;讨论了用量、时间等对产物形貌、尺寸的影响:根据材料本身的特征,研究其在锂离子电池中的电化学行为:并初步讨论不同的三维构型对材料性能的影响。本论文的主要内容可归纳如下:谀仕岬母ㄖ拢N鲁恋矸ǖ玫剿喜菟嵫翘缓蠼溆肷倭恳掖混合置于高温釜中,在下进行热分解得到直径为的擅颗粒。经过电化学测试,我们合成的颗粒首次放电比容量高达但在窝泛缶拖陆礜ǎ诙啻窝泛蠼抵。这与目前的很多研究相似,由于铁氧化合物在循环过程中结构坍塌,电池的放电比容量衰减严重。因此,我们将帕S胝崽歉春希玫教及睩颗粒的复合物。经过测试,碳包覆牧显诘缌髅芏任保绯匮圈后比容量仍然保持在唬堵适保绯匮圈后比容量为ā8慕的牧闲阅苊飨猿葱奘蔚腇颗粒。研究表明,电化学性能的提高主要因为蔗糖碳化形成的三维非晶碳结构,这种框架结构缓冲氧化物颗粒的体积变化,提高了材料的导电性,因而在很大程度上提高这种复合负极材料在循环稳定性。厦娴难芯浚颐橇私獾教脊辜芸梢蕴岣叩绯馗杭ú牧系牡嫉缏剩且帮助稳定材料结构。但由蔗糖碳化形成的碳粘度稍差,对缓和充放电过程中材料的应力问题有一定的缺陷,因此我们专门设计一种碳网络。我们选高分子聚合物魑6韵螅涮蓟螅尚纬傻囊恢痔烊坏奶纪窠峁梗庵痔纪的孔径大小平均为,其结构比蔗糖碳化形成的非晶碳更自然,更稳定。适当调节柠檬酸和乙醇的用量后,我们得到平均颗粒尺寸为的擅卓粒,两者复合后形成的新型复合材料电化学性能更优。电流倍率为时,电池
关键词:四氧化三铁三维非晶碳结构碳网格结构锂离子电池磷酸亚铁锂窝泛螅現复合物的可逆比容量保持在唬辉诘缌鞅堵为时,复合物的比容量虽然有所下降,但其循环依旧稳定,且循环性能远远优于没有碳网络支持的四氧化三铁颗粒,说明碳网络在大倍率下依然具有支撑作用。为了验证这种碳框架在电池中的作用,将其组装成电池并测试其循环性能。在堵实牟馐韵拢绯鼐硐殖黾ê玫难肺榷ㄐ裕乇鹗窃谠高倍率下电池越是稳定,说明碳网络不会因电流增大而造成结构坍塌。这种设计三维碳网络思想为电池材料的研究提供了可行性道路。1乓徊窖芯空庵指叻肿泳酆衔锸欠褚彩视糜谄渌椒ǖ玫降奶趸锟粒,将其与在低温得到的物质复合,测试后发现其循环性能也有很大提高。测试结果表明这种高分子聚合物确实具有很大潜力,其形成的碳网络不仅可以提高导电率,更重要的是维持活性材料的架构稳定。盟龋芗寥确ǔ晒铣闪艘幌盗形⒛擅琢姿嵫翘牧稀K芤褐校聚乙烯吡咯烷酮母ㄖ拢颐呛铣闪顺ざ任“腖纺锤体。当同时加入蚉‘时,颗粒形貌发生变化,产物是由直径为目帕W成的椭球形。将晃狢螅矶任的片状缓铣沙隼础T混合溶剂中,如水和无水乙醇的混合溶剂,我们成功制得遄床铮辉水和乙酰丙酮的混合溶剂中,产物是左右的纳米颗粒。经过测试我们发现在所有的产物中,椭球形的缁阅茏詈茫⑶揖嘶鸬腖材料的性质比没有退火的要更好。比如椭球形颗粒的退火后的首次放电比容量是ǎ挥型嘶鸬目帕5谋热萘课摘要ā
.,瑀甃琱琹,,痭,瓾.,,畉瑆琣甌甌猧瑃疌唬現/,;,瓵玡.
,簃,.⒁羇/瓹猻甌猺瑂.~猲瓵