收藏本站
《南京大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锂离子二次电池正极材料LiFePO_4的改性研究

范奇  
【摘要】:作为新型能源储能系统的锂离子二次电池由于优越的性能而备受关注,然而,现代的电池工业仍远未能达到获得同时具有高能量密度和高功率密度的“超级电池”的终极目标,所以新型电池材料的研究就显得极为重要。LiFePO4是一种新型的锂离子二次电池正极材料,它具有无毒、高热稳定性、循环性能优越的优点,因而被视为用于新一代电动交通工具、电子设备的最佳候选正极材料之一。但是,纯LiFePO4的电导率和离子迁移率均不理想,因而倍率性能较差。这一缺陷严重地影响了这一材料的实际应用。针对上述问题,本论文主要完成了如下工作: (1)固相反应法合成Li(Fe1-2xTix)PO4/C 基于固相反应法发展了两种不同掺杂方法制备Li(Fe1-2xTix)PO4/C(x=0.02,0.04,0.06)。在此基础上,对Ti掺杂样品的电化学性能进行了系统的研究。结果表明,两种掺杂方法都能明显提高材料的电化学性能,但它们的作用并不完全相同。 (2)碳热还原法制备Li(Fe1-2xZrx)PO4/C 采用碳热还原法制备Li(Fe1-2xZrx)PO4/C (x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.06).通过上述工艺,明显抑制了掺杂样品中的Li3PO4的杂相,材料的电化学性能得到明显提高,其中,在所研究的样品中,Li(Fe0.92Zr0.04)PO4/C具有最好的电化学性能和循环稳定性。 (3)新型LiFePO4核壳结构的制备和形成机理研究 制备了两种新型LiFePO4核壳结构:非化学计量比C@LiFePO4核壳和Ag@LiFePO4/C核壳结构,并对这两种结构的形成机理进行了探讨。 本文采用一种优化的固相反应法制备了不同组分的非化学计量比C@LiFePO4核壳结构。材料显示出优越的库仑效率、优良的循环性能和较高的振实密度,能较好地满足高功率动力设备的需求。 采用超声电沉积法制备了Ag@LiFePO4/C核壳结构。由于Ag具有较高的电导率并在材料中构成了三维导电网络,材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性,可以作为一种潜在的新型正极复合材料。 (4)新型LiFePO4-石墨烯材料的制备 首次制备了两种新型LiFePO4-石墨烯复合材料:多孔LiFePO4-石墨烯材料和片层状LiFePO4-石墨烯材料。两种材料均体现出了多方面的优越性能,可以很好地满足高功率动力设备的需求。本文将此归因于材料内部具有的由石墨烯构成的三维导电网络和材料自身具有的特殊结构。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM912

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔敏;张海朗;;锂离子电池正极材料LiNi_xCo_(1-2x)Mn_xO_2的制备及电化学性能[J];稀有金属材料与工程;2009年09期
2 高旭光,胡国荣,彭忠东,谭显艳;锂离子电池正极材料LiFePO_4[J];电池;2004年04期
3 阮艳莉,韩恩山,张西慧;尖晶石型锂锰氧化物正极材料的研究进展[J];电源技术;2003年04期
4 陈亦可;锂离子蓄电池正极材料LiFePO_4的研究进展[J];电源技术;2003年05期
5 唐致远,韩彬,王健英,高飞;锂离子蓄电池新型正极材料LiFePO_4的研究进展[J];电源技术;2005年08期
6 杨志;李新海;王志兴;彭文杰;郭华军;;碳酸盐共沉淀法制备LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_2及其性能[J];电源技术;2009年10期
7 丁燕怀;张平;龙志林;姜勇;许福;;LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2和LiNi_(3/8)Co_(1/4)Mn_(3/8)O_2纳米纤维的合成与电化学性能[J];稀有金属材料与工程;2009年07期
8 惠乐;唐子龙;罗绍华;张中太;;溶胶凝胶法制备LiFePO_4正极材料[J];化学进展;2007年10期
9 郭文彦;王恩通;任引哲;;橄榄石型锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究[J];山西师范大学学报(自然科学版);2007年03期
10 许文林,王雅琼,孙彦平;超声波在电化学反应过程中的应用[J];太原科技;1995年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 程敬泉;银、金纳米材料的超声化学、电化学制备与表征[D];天津大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭婷婷;张淑珍;赵业军;;钛白副产硫酸亚铁制备铁系超细材料的研究进展[J];安徽化工;2011年03期
2 唐开枚;陈立宝;林晓园;王太宏;;锂离子电池正极材料纳米LiFePO_4[J];微纳电子技术;2009年02期
3 周宗子;朱刚;;磷酸铁锂材料及其动力电池产业化现状及前景[J];船电技术;2007年04期
4 殷金玲;张宝宏;孟祥利;蒲俊红;;插入型化合物作为超级电容器电极材料[J];材料导报;2006年S2期
5 唐致远;杨光明;王倩;;5V锂离子电池正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4改性研究现状[J];材料导报;2007年06期
6 韩翀;沈湘黔;周建新;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的改性研究[J];材料导报;2007年S1期
7 石璐;胡社军;李伟善;赵灵智;汝强;;锂离子电池正极材料LiFePO_4的研究进展[J];材料导报;2007年S3期
8 廖文明;戴永年;姚耀春;易惠华;熊学;;4种正极材料对锂离子电池性能的影响及其发展趋势[J];材料导报;2008年10期
9 张露露;杨学林;游敏;张鹏昌;;银的添加方式对LiFePO_4性能的影响[J];材料导报;2009年06期
10 崔学军;李国军;卢俊峰;王修春;任瑞铭;;正极材料LiFePO_4充放电原理及改性研究[J];材料导报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘全兵;罗传喜;宋慧宇;廖世军;;碳浴焙烧工艺合成LiFePO_4/C正极材料[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
2 沈湘黔;占云;韩翀;;橄榄石型结构LiFePO_4锂电池正极材料实用化的障碍和途径[A];2005年功能材料学术年会论文集[C];2005年
3 张丽;赵敏寿;翟静;乔玉卿;王艳芝;;稀土元素和锌掺杂对LiFePO_4性能的影响[A];2012年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁娟;CuA1O_2与ZnO纳米结构制备及其光电化学性质研究[D];吉林大学;2011年
2 伍凌;综合利用钛铁矿制备锂离子电池正极材料LiFePO_4和负极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究[D];中南大学;2011年
3 彭春丽;锂离子电池正极材料LiFePO_4与Li_2FeSiO_4的合成及性能研究[D];中南大学;2011年
4 张丹慧;基于银纳米材料的制备及性能研究[D];南京理工大学;2011年
5 殷月辉;引入Fe_2P的LiFePO_4锂离子电池正极材料的结构设计和其高倍率性能研究[D];浙江大学;2011年
6 张露露;锂离子电池正极材料磷酸钒锂及其改性研究[D];华中科技大学;2012年
7 朱伟;锂离子电池正极材料LiMn_2O_4与LiFePO_4的制备与性能研究[D];重庆大学;2004年
8 庄大高;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成及电化学性能研究[D];浙江大学;2006年
9 徐彦宾;锂离子电池正极材料LiFePO_4的合成和性质研究[D];兰州大学;2006年
10 孙建之;新型特效钠离子吸附剂Li_(1+x)M_xN_(2-x)(PO_4)_3(M=Al,Cr,La;N=Ti,Zr)的制备、表征与性能研究[D];中国科学院研究生院(青海盐湖研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨传浩;锂离子电池正极材料LiFePO_4交流阻抗的研究[D];山东科技大学;2010年
2 秦明;锂离子电池正极材料磷酸锰锂合成方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 原东甲;三价铁合成LiFePO_4及其性能的研究[D];山东科技大学;2010年
4 占孝云;聚苯乙烯模板法制备锂离子电池材料及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
5 王国宝;高性价比锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成及改性研究[D];湘潭大学;2010年
6 于逢婕;锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备及改性研究[D];昆明理工大学;2009年
7 廖文明;以LiFePO_4为正极材料的锂离子电池制作工艺及性能研究[D];昆明理工大学;2009年
8 李变云;改性磷酸亚铁锂正极材料的制备及其电化学性能[D];福建师范大学;2010年
9 蔡红福;LiMn_2O_4和LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的合成与改性[D];江南大学;2011年
10 项良顺;硅基复合锂离子电池负极材料的研究[D];浙江大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱俊杰;超声化学法合成金属硫族半导体纳米材料[J];微纳电子技术;2002年12期
2 李玲,龚克成;超声波在纳米材料合成中的应用[J];材料导报;1998年04期
3 兰新哲,金志浩,赵西成,苟林峰;PVP保护还原法制备纳米金溶胶[J];稀有金属材料与工程;2003年01期
4 王俊中,胡源,陈祖耀;超声化学制备纳米材料的研究进展[J];稀有金属材料与工程;2003年08期
5 仇卫华,赵海雷;Mn掺杂对LiFePO_4材料电化学性能的影响[J];电池;2003年03期
6 黄学杰;锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究进展[J];电池工业;2004年04期
7 刘汉三,杨勇,张忠如,林祖赓;锂离子电池正极材料锂镍氧化物研究新进展[J];电化学;2001年02期
8 樊勇利;唐致远;王瑞忠;钱德祥;;锂离子电池正极材料Li-Ni-Co-Mn-O化合物研究[J];电源技术;2006年05期
9 廖力;王先友;罗旭芳;卓海涛;王希敏;;Mg-F共掺杂对Li_(1.1)(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2电化学性能的影响[J];电源技术;2006年09期
10 杨文胜,刘庆国,仇卫华,卢世刚,杨蕾玲;柠檬酸络合反应方法制备尖晶石型LiMn_2O_4[J];电源技术;1999年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄可龙,左晓希,刘素琴,刘建生;锰的氧化物在锂离子二次电池中的应用[J];材料导报;2000年09期
2 任旭梅,吴锋,吴川,李汉军,黄学杰;锂离子二次电池用隔膜的制备及其性质[J];电化学;2001年02期
3 ;前景广阔的锂离子二次电池[J];科技信息;2001年06期
4 杨水金;;新型化学电源——锂离子二次电池[J];化学推进剂与高分子材料;2001年01期
5 赵培正,赵林治,杨书廷;聚合物锂离子二次电池[J];河南师范大学学报(自然科学版);2002年03期
6 武建国;;锂离子二次电池的充电原理[J];家电检修技术;2009年11期
7 詹晋华;锂离子二次电池研究进展[J];电池;1996年04期
8 严国荣;锂离子二次电池及其发展现状[J];深圳特区科技;1996年05期
9 张达明,邵剑明,樊之青;锂离子二次电池[J];电源技术;1997年03期
10 李维俊;高速率碳电极锂离子二次电池[J];船电技术;1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴宁宁;秦春梅;谢娇娜;刘建红;;锂离子二次电池正、负极材料研究进展[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
2 张永刚;王成扬;时志强;;锂离子二次电池负极炭材料的掺硼改性[A];第19届炭—石墨材料学术会论文集[C];2004年
3 杨帆;吴阳;;锂离子二次电池电解液的动力学研究[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年
4 陈召勇;江奇;刘兴泉;高利珍;于作龙;;关于锂离子二次电池正极材料LiMn_2O_4高温容量衰减研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
5 陈召勇;刘兴泉;江奇;高利珍;于作龙;;提高锂离子二次电池正极材料LiMn_2O_4高温性能的途径[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
6 李宇展;周震;任俊霞;高学平;阎杰;;低温固相法一步合成锂离子二次电池正极材料LiVPO_4F[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
7 胡英瑛;温兆银;吴相伟;;锂离子二次电池负极材料纳米氧化锰的合成及其电化学性能研究[A];中国硅酸盐学会固态离子学分会理事会暨第一届固态离子学青年学术交流会文集[C];2011年
8 朱刚;李江涛;杨晓慧;晏志军;;分级Co_3O_4@C复合物的合成及其作为锂离子二次电池负极材料的储锂性质[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年
9 王国平;周固民;瞿美臻;王允实;于作龙;;碳纳米管用作锂离子二次电池正极导电剂[A];2004年中国纳米技术应用研讨会论文集[C];2004年
10 王莉;何向明;孙竞晔;任建国;蒲薇华;姜长印;万春荣;;电沉积锂离子二次电池Cu-Sn合金薄膜负极[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;软包装液态锂离子二次电池技术问世[N];今日信息报;2004年
2 刘碧玛;软包装液态锂离子二次电池技术问世[N];科技日报;2004年
3 记者 王越;锂离子电池负极材料国标将出台[N];中国质量报;2008年
4 本报记者 叶宇;邓智林:有技术才有出路[N];眉山日报;2006年
5 吴琼  ;MGL:改变世界锂电产业格局[N];经济参考报;2005年
6 钟信;软包装液态锂离子 二次电池技术问世[N];中国有色金属报;2004年
7 联合证券 程亮 叶洮;三大核心业务前景乐观[N];中国证券报;2009年
8 苏夏李媛;勇立潮头争第一[N];中国企业报;2007年
9 ;勇立潮头争第一[N];中国企业报;2010年
10 刘建民 卢海;去年我省49个科技项目达到国际国内领先水平[N];青海日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 任慢慢;钒系磷酸盐锂离子二次电池材料的制备与电化学性能研究[D];南开大学;2009年
2 王刚;锂离子二次电池用锡基负极材料的制备与性能研究[D];南开大学;2009年
3 范奇;锂离子二次电池正极材料LiFePO_4的改性研究[D];南京大学;2012年
4 张永刚;锂离子二次电池炭负极材料的改性与修饰[D];天津大学;2004年
5 刘伟;高能量密度存储材料LiNi_(1-x-y)Al_xMg_yO_2的制备及表征[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫恒庆;非晶硅基薄膜在锂离子二次电池中的应用研究[D];兰州大学;2011年
2 李寿丽;过渡金属硼酸盐锂离子二次电池电极材料的制备及性能[D];山东大学;2013年
3 韩改格;锂离子二次电池用凝胶聚合物电解质的结构与性能研究[D];浙江大学;2006年
4 沈伟;锂离子二次电池碳原子线负极材料[D];南京师范大学;2004年
5 李伟宏;锂离子二次电池有机电解液研究[D];昆明理工大学;2005年
6 张爱珍;锂离子二次电池正极材料的研究[D];郑州大学;2006年
7 徐春艳;新型锂离子电池正极材料的合成及性质研究[D];吉林大学;2008年
8 严薇;原位合成纳米锡/碳复合材料及其在锂电负极的应用[D];北京化工大学;2011年
9 赵丽波;锂离子二次电池负极材料CaAl_2Si_2的制备及其放电特性[D];大连铁道学院;2002年
10 叶靖莹;溶胶—凝胶法制备锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂及其电化学性能研究[D];广西大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026