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《天津理工大学》 2017年
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锂离子电池Al-Cu-Fe合金负极材料的研究

付蔷薇  
【摘要】:目前,为了满足人们对新能源的需要,高容量的锂离子电池被广泛的研究。Al容易与锂形成合金,其中Al4Li9合金的理论容量最高为2233mAhg-1。本文探索研究了锂离子电池AlCuFe合金负极材料的储锂性能。通过机械合金化方法初步进行了制备AlCuFe合金的尝试,对得到的合金进行了性能测试。对于AlCuFe晶态合金,我们选择了成分为Al7Cu2Fe和Al73Cu5Fe22。通过真空熔炼得到铸态材料,并对铸态材料进行热处理和机械球磨处理。结果表明热处理后Al7Cu2Fe的储锂性能降低了,热处理后的Al73Cu5Fe22放电比容量最高达87mAhg-1。铝含量多的晶态合金材料储锂容量高。对于AlCuFe准晶合金,成分为Al63Cu25Fe12和Al64Cu23.5Fe12.5,通过真空熔炼得到铸态材料,并对铸态材料进行热处理和机械球磨处理。结果表明800℃热处理后Al64Cu23.5Fe12.5准晶放电比容量可以达到177mAhg-1,是热处理前放电比容量的2倍,且比热处理后的Al63Cu25Fe12材料放电比容量增加了75mAhg-1。热处理工艺可以改善准晶态合金的储锂性能。准晶材料与晶体材料相比,800℃热处理Al64Cu23.5Fe12.5准晶储锂容量最高,循环性能最好。单次循环电压-容量曲线中都没有出现充放电平台。准晶结构可以存储更多的锂离子,储锂性能更高。机械合金化处理可以提高金属硅的储锂性能。以元素粉末为原料,采用机械合金化法制备AlCuFe合金材料。确定制备工艺:球磨罐中粉末质量为5g,加入1.5g丙酮,转速为500r/min,球磨20h,在球磨过程中没有出现粘壁现象,但是也没有形成合金。将球磨时间增加到100h,球磨产物没有形成合金。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM912

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