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《沈阳工业大学》 2018年
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含锰配合物及其衍生物的制备以及在电极中的应用研究

王奥  
【摘要】:如今,锂离子电池已经逐渐走入我们的生活。在我们身边,锂离子电池主要用于手机、平板电脑等电子产品。锂离子电池具有比容量大、工作电压大、循环寿命长、环保等优点,被广泛应用。商业化的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂和三元材料,负极主要是石墨材料。目前,开发一种性能好的电极材料是研究者的工作焦点。本文利用水热合成法成功制备了含锰的有机金属配位聚合物及其衍生物,并研究作为电极材料在锂离子电池中的应用,研究内容如下:(1)通过水热合成法,合成出一种含锰、具有分立结构的金属有机配合物,分子式为C_(68)H_(76)Mn_2N_8O_(14),并对其结构、对其相和形貌进行了表征。锂离子电池正极材料具有良好的电化学性能,当电流密度为50 mA/g时,首次放电比容量可达7494.6mAh/g。将其作为前驱体在空气中进行煅烧,形成的氧化物混合物Mn_3O_4和Mn_2O_3制成电池,充放电循环100次以后比容量可达到200m Ah/g左右。(2)通过不同的烧结温度,可以判断出含有不同的物相,其中,850℃烧结所获得的产物最为纯净,为Mn_2O_3。除此之外,750℃、950℃烧结的产物均为两相混合,经过粉末XRD分析,证实这两相分别为Mn_2O_3和Mn_3O_4。(3)将不同温度的烧结产物做成负极材料,进行电化学性能的测试,在750℃烧结时,样品的首次放电比容量达到1261.2mAh/g。当烧结温度为850℃时,样品的首次放电比容量可达699.2m Ah/g。950℃烧结的样品首次放电比容量达到879.3mAh/g。(4)分析并探究配合物制成的电池比容量过高的原因,通过推理以及实验测试进行分析,逐步找到比容量过高的原因,并找到溶解的铜箔。(5)在实验室合成LiMnPO_4过程中,经过逐渐减少多余的实验原料,利用较为简单的方法合成出了LiMnPO_4,并通过粉末XRD等其他测试手法进行分析,证实了该产物的确是LiMnPO_4,将其制成电极,检测其电化学性能。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O641.4;O646.54

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