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《宁波大学》 2017年
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一维MLi_2Ti_6O_(14)纳米材料的合成及其储锂性能

吴显宗  
【摘要】:在现代生活中,人们的日常离不开手机、电脑等用锂离子电池为储能系统的电子设备,人类用自己的智慧创造了高度文明的社会,社会物质财富极大丰富。但是由于锂离子电池实际使用寿命的限制造成了电子产品很难达到限制使用年限,而制造这些电子产品耗费了一定的稀有资源、并且后期回收利用也比较艰难,增长锂离子电池的使用寿命势在必行。而在材料化学的研究进展中,纳米技术已使一维纳米材料在开发长寿命锂离子电池应用起来,这是由于一维纳米材料独特的形貌结构,有较大比表面积和不易团聚的特性,可以保持锂离子电极材料的稳定性、为锂离子的嵌入和脱出提供的空间。因此利用一维纳米材料可开发出具有长使用寿命的锂离子电池。基于一维纳米材料为延长锂离子电池使用寿命所带来的新理念,本文利用静电纺丝技术制备出了作为锂离子电池负极材料的一维纳米材料。本文详细地阐述了利用静电纺丝技术制备一维MLi_2Ti_6O_(14)(M=Pb,Ba,2Na)纳米材料的方法,并采用XRD、SEM、TEM、EDX mapping等测试手表征了所制备材料的材料化学性能,用恒流充放电测试了所制备纳米材料的电化学性能,部分材料通过原位技术探究锂离子电池储锂的工作机制。本文的具体研究工作如下:一维PbLi_2Ti_6O_(14)纳米材料的合成及其储锂性能。将锂源、铅源、钛源溶于合适的溶剂再加入PVP制成电纺丝液,调整电纺参数,进行静电纺丝,将得到的一维复合材料置于马弗炉中,进行程序升温后得到一维PbLi_2Ti_6O_(14)纳米材料并进行如XRD、SEM、TEM、EDX mapping的材料化学表征。以得到的一维纳米材料为锂离子电池负极材料制成模拟电池,并探究其储锂性能。发现其循环性能有较大程度的提升。一维BaLi_2Ti_6O_(14)纳米材料的合成及其储锂性能。通过静电纺丝的方法得到无机-有机复合纤维,通过煅烧得到一维BaLi_2Ti_6O_(14)纳米材料并进行如XRD、SEM、TEM、EDX mapping、XPS的材料化学表征。以得到的一维纳米材料为锂离子电池负极材料制成模拟电池,并探究其储锂性能。通过原位技术初步探究锂离子在电池工作中的状态。充放电循环800次,放电比容量的损失为0.153‰每圈。一维Na2Li_2Ti_6O_(14)纳米材料的合成及其储锂性能。通过静电纺丝的方法得到无机-有机复合纤维,通过煅烧得到一维Na2Li_2Ti_6O_(14)纳米材料并进行一系列材料化学表征,并进行储锂性能的研究。以原位XRD技术来探究锂离子电池的工作状态。模拟电池在充放电循环800周后,库伦效率依然接近100%。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.1;TM912

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