铁基化合物及其碳复合材料作为锂离子电池电极材料的研究

【摘要】锂离子电池因其较高的能量密度和优异的性能受到广泛关注。随着中小型便携式电子产品以及电动汽车的高速发展,对低成本,高性能和高安全性的锂离子电池需求越来越大。传统的碳系负极材料由于比容量较低(372mAh-g-1),已经无法满足下一代新型锂离子电池对负极材料的要求。因此,开发出一种新型的比容量高、稳定性好、安全性好、成本低廉的负极材料显得尤为迫切。铁基氧化物Fe2O3,Fe3O4由于具有理论容量高,成本低廉、对环境友好等优点成为锂离子电池负极材料研究的关注焦点。但这些材料目前还存在着倍率放电性能差、循环寿命短等问题。一般情况下,材料的晶体结构、微观形貌及纳米尺寸等对其电化学性能均有重要的影响。所以本文开展了对铁基化合物纳米材料及其碳复合材料的制备、表征以及电化学性能研究,主要工作分为以下几部分：一.采用水热法制备LiFePO4/C正极材料。在反应中加入抗坏血酸调节晶粒的生长,制备出分散性良好的片状纳米材料,研究不同的水热温度与时间对LiFePO4纳米颗粒大小、形貌及其电化学性能的影响。185℃,10h为水热合成的最佳温度和时间,该条件下的LiFePO4/C样品的电化学性能最优。二.采用水热法制备α-Fe2O3纳米颗粒作为锂离子电池负极材料。通过改变反应物配比制备成棱锥状,中空球状等不同形貌的Fe2O3纳米颗粒,测试结果表明其电化学性能衰减严重,表面碳包覆后有所改善。增加电极涂片中乙炔黑的含量后,电化学性能明显提高,表明要改善Fe2O3负极材料循环寿命短的问题,还需要增加其碳包覆的含量。三.通过制备铁基干凝胶并将其热处理炭化得到Fe3O4与介孔碳的复合材料。比较不同铁含量,不同胶凝剂含量,不同溶剂配比对干凝胶形貌的影响,研究不同的热处理条件对得到的复合材料的形貌、比表面积及电化学性能的影响。研究表明600℃,4h热处理的P2-2X样品的电化学性能最优,这主要归功于形成了尺寸均匀的Fe3O4纳米颗粒在三维多孔碳基体中均匀分布这一理想的纳米结构。
【作者】陈晓燕；
【导师】刘宾虹；
【作者基本信息】浙江大学，锂离子电池材料（专业学位），2014，硕士
【关键词】锂离子电池；磷酸铁锂；铁基氧化物；水热法；干凝胶；

【参考文献】
[1]钱微.吸烟者脑结构的磁共振研究[D].浙江大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[2]刘玄.支教教师的损益及补偿机制研究[D].南京农业大学,会计,2013,硕士.
[3]伍科.高温超导储能磁体的失超检测与保护研究[D].华中科技大学,电气工程,2013,硕士.
[4]张玉斌.股票市场信息分析方法研究[D].哈尔滨理工大学,2004.
[5]潘慧叶.基于手机视频监控系统的人员入侵检测[D].西安科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[6]徐启杰.聚酰胺6基纳米复合材料的制备及性能研究[D].河南大学,高分子化学与物理,2014,博士.
[7]史鸿鑫,何杰,赵琴琴,武宏科,项菊萍,沈海民.全氟壬烯聚甘油醚的制备与表面张力[J].化工生产与技术,2013,01:1-5+69.
[8]胡小兵.山地丘陵区县域土地利用/覆被变化研究[D].华中师范大学,农业推广,2012,硕士.
[9]卜斌龙,李荣军,张斌.圆极化卫星测控天线[J].空间电子技术.1998(03)
[10]曾娟丽.车用微控制器的模糊逻辑与BDM部件研究与设计[D].湖南大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[11]周志远.阅读理解中语用推理的研究[D].浙江师范大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[12]李敬孔.伺服系统测试平台设计与实现[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[13]刘智勇.工笔重彩画的意象传统与当代传承[D].中国艺术研究院,美术学,2013,硕士.
[14]蒋金莉.大学生英语辩论赛中针对语用预设的反驳策略研究[D].江苏师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[15]陈小麟.从认知角度对中英味觉词“甜”的对比研究[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[16]易自.我国普通高校青年教师岗前培训问题研究[D].湖北大学,高等教育学,2011,硕士.
[17]翁杰程.四面体晶格自旋态查找方法的探究[D].复旦大学,计算数学,2012,硕士.
[18]孙丽丹.贷款保证保险法律问题研究[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.
[19]石培礼,刘兴良.游动分割窗技术在生态交错带定量判定中的应用:以四川巴郎山岷江冷杉林线为例[J].植物生态学报,2002,02:189-194.
[20]弥宝鑫.超窄带系统性能分析与评估[D].北京交通大学,2014.
[21]颜文亮.基于脚本语言的业务平台监控系统设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[22]杨攀.非接触式心电信号检测系统研究[D].浙江大学,生物医学工程,2013,硕士.
[23]刘飞.基于SCOR的单件小批制造业生产物流柔性研究[D].江苏科技大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[24]蒋超喆.也门统一问题的历史考察[D].上海社会科学院,世界史,2012,硕士.
[25]李静.粉末注射成形中羰基铁粉喂料/模具界面的磨损行为[D].兰州理工大学,材料加工工程,2013,硕士.
[26]徐志勇.Graves病患者~(131)碘治疗后转归及相关危险因素分析[D].浙江大学,内科学,2013,硕士.
[27]刘亚,杨英,孙婷,汪海涛,张旻,潘丽军,姜绍通,李兴江.米根霉发酵产L-苹果酸的工艺优化[J].食品科学.
[28]苟娟琼.虚拟服务价值网的建模与动态整合研究[D].北京交通大学,2009.
[29]李朝阳.汽车油泵装配线信息追踪系统的研发[D].上海工程技术大学,车辆工程,2014,硕士.
[30]王春燕.甲硫醇合成二甲基二硫醚反应动力学研究与反应器设计[D].重庆大学,化学工程与技术,2014,硕士.
[31]李硼.俞平伯与古诗词教学[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[32]郑家祉.国内外电子显微镜产品介绍[J].机电一体化.1997(02)
[33]魏学光.基于机器视觉的数控机床自动对刀技术研究[D].北方工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[34]宁明月.我国反垄断损害赔偿司法认定研究[D].苏州大学,经济法,2014,硕士.
[35]刘伟健.非夹持物体的驱动与定位研究[D].南京航空航天大学,机械电子工程,2013,硕士.
[36]李佳宁,易建强,赵冬斌,西广成.一种新的基于神经模糊推理网络的复杂系统模糊辨识方法[J].自动化学报,2006,05:695-703.
[37]袁启明.剖析检验主角:自动生化分析仪[J].现代医学仪器与应用.2007(01)
[38]刘亮晶.我国校方责任保险制度的缺陷及完善[D].西南政法大学,商法（专业学位）,2012,硕士.
[39]罗彦斌,陈建勋,王梦恕.隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构的影响研究[J].岩石力学与工程学报,2010,S2:3792-3798.
[40]史立学.离子色谱检测食品中的吊白块、氢氰酸和甜蜜素的方法研究[D].甘肃农业大学,营养与食品卫生学,2013,硕士.
[41]刘一萍.乙型肝炎病毒宫内感染的随访研究[D].第四军医大学,流行病学与卫生统计学,2004,硕士.
[42]陈君.基于离子液体的样品前处理方法在中草药和食品分析中的应用研究[D].西南大学,分析化学,2013,硕士.
[43]赵伟.基于分配理论的土壤—植物系统氯代苯生物富集规律研究[D].浙江大学,环境科学,2004,硕士.
[44]刘慧兰.产乳酸耐高温凝结芽孢杆菌的诱变及进化选育[D].华东理工大学,生物化工,2014,硕士.
[45]蔡飞飞.多轴加工系统综合频响特性测试与分析[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[46]张宏宇.气动用通孔式消声器的研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[47]成竞.基于CFD的居民小区流场与空气污染数值模拟[D].复旦大学,环境工程,2012,硕士.
[48]甘磊,张哲,叶睆,尹项根,王志华.基于CVT二次信号的实用化行波定位方法[J].电力系统自动化,2007,03:52-56.
[49]赵传纪.水稻抗白叶枯病基因Xa31（t）的精细定位及2个候选基因的比对分析[D].中南民族大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[50]张永亮,董贤子,段宣明,赵震声.变换光学的物理原理和前沿进展[J].量子电子学报,2014,04:385-393.