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PVP对三元材料的形貌及电化学性能造成的影响 第3页

更新时间:2016-8-28:  来源:毕业论文
1.4.5其他方法
除了上述方法外,很多其他的制备方法也是存在的,比如微波合成法、微乳液法等等[6] ,这些方法虽然得到的材料性能也较好,但是由于它们不能大面积的进行生产,所以使用受到限制且需要进一步的改进。
1.5 PVP对正极材料的改性
1.5.1 PVP作为碳源改性研究
我们一般把LiMO2和Li2MnO3 (M= Mn ,Ni, Co)之间形成的固溶体当做富锂材料,它的电化学性能还不错,这激起了研究人员很大的兴趣[6]。当然,前面提到过,尽管富锂锰基材料发展前景很大,但它还是存在不少问题,比如在充放电的时候不可逆容量损失太大,锂离子扩散率受限制,电子导电率受限制等问题。为了减小损失和提高效率,我们可以进行表面包覆,因为表面包覆层可以较有效的控制阳离子的移动,电解液之间可能会发生一些副反应从而影响性能,表面包覆层可以减少此类副反应,最重要的是,表面包覆层可以增强电子的传导速率,还可以提高锂离子在表面的扩散效率[15]。用碳包覆正极材料已被证明是很有效的方法[7]。
我们用PVP来作为碳源进行包覆,能有效的改善性能,因为它也可以作为非离子型表面活性剂,被水溶解后能够很好地减小水的极性,最后,碳源形成。另外,PVP的润湿性也能使得样品在溶液中生成薄膜,被烧结后自然而然的形成表面修饰层[3]。本次实验采用PVP作为碳源,先用水热法合成制备出三元正极材料,PVP在此之前没有被用在修饰Li[Li0.12Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2上。如果PVP修饰之后电化学性能更好了说明PVP对于三元材料的改性确实是有用的。小学英语课教案
1.5.2 PVP作为表面活性剂改性研究
PVP可以作为表面活性剂加入三元正极材料中提高电池的表面活性,它可以使产物颗粒团聚更小,可以减小晶粒粒径,我们都知道,晶粒粒径一旦减小,十分有利于锂离子的向外不断扩散传导,这样一来,电化学性能得到提高。
1.6选题目的、内容及意义
随着全球化的趋势扩大,科技飞速的发展,人类对石油、煤等大量的不可再生能源的损耗越来越大,从而带来一系列的环境问题和人类健康问题,人类急需探求新能源和提高能源利用率,这是可持续发展的要求和必经之路。科技的进步和和社会的发展,大量的便携式的电子设备以及电动汽车等,涌入人们的生活中,这也迫切需要高性能的电池的出现。传统的二次电池都已难以满足现阶段对电子产品、发电系统、新能源汽车等对电池更高性能的需求[10]。
锂离子电池在能量储存和转换仪器或者设备方面的应用时最广泛的。它寿命长,成本低。近年来关于高理论放电比容量的考虑,富锂氧化物备受关注,工作电压范围大,好的热稳定性。它可以被看成是固体二氧化锂溶液和传统的正极材料LiMO2,用公式xLi [Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)LiMO2表示。Kim等已经描述了在4.5V情况下电化学过程和化学过程相结合的反应可以表示为方程2Li2MnO3→4Li++2Mn4+O31.33-+ 4e-和2Mn4+O31.33-→ 2MnO2+ O2。这个结构被Yabyychi等人证明了,他们考虑到这个平台是复杂的电化学反应和电极表面化学反应的结果。在实际工作条件下仍然存在问题,阻碍了进一步的运用,例如在第一周期的高不可逆容量,差速性能和循环能力,和氧气的减少量有关,电极/电解质界面结构失稳,锂离子扩散能力差,导电率差。极大地努力克服上述缺点,如酸处理,以抑制氧损失,纳米化减小锂离子的扩散途径,涂层的表面层以提高导电性,掺杂其它元素以稳定结构[3]。在这些方法中,纳米结构电极具有杰出的潜在解决锂的嵌入和脱出的动力学问题,其优点是增强了扩散能力,降低了电极极化[10]。
实际上,富锂锰基固溶体的问题仍然不少,例如在第一周期的高不可逆容量,差速性能和循环能力,和氧气的减少量有关,电极/电解质界面结构失稳本文来自辣&文*论~文'网,毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324,9114找源文,锂离子扩散能力差,导电率差[15]。另外,电极表面活性物质如果和电解液反应会极大地影响电机的电化学性能,所以这也是仅今后研究急需解决的问题。本实验将使用水热法 [9,10]制备三元正极材料,研究PVP作为表面活性剂对三元正极材料形貌颗粒的影响以及PVP作为碳源对三元正极材料的性能影响,并通过改变反应时间、烧结温度、溶剂等一系列实验参数,通过对比分析出最佳的合成工艺。

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