磷酸钒钠正极材料的制备及其改性研究

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:boypoe
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文通过对磷酸钒钠进行碳包覆、磷酸钒钠/碳/碳复合、磷酸钒钠/氮-碳/碳复合、磷酸钒钠/碳/碳纳米管复合等新的改性措施,探索与之匹配的负极材料,合成了磷酸钒钠/碳等电极材料,制备了新型(无粘结剂无导电剂电极材料/碳集流体)复合电极和柔性钠离子全电池,并研究了正极材料的合成机制、复合电极及其材料的组成与结构等对电化学性能的影响和柔性钠离子全电池性能。具体研究内容如下:首先,采用溶胶凝胶法通过碳包覆合成了磷酸钒钠/碳正极材料。探究了不同煅烧温度和不同碳含量对NVP组成、结构和电化学性能的影响。研究结果表明,在750 oC、V:柠檬酸=2:2的配比下磷酸钒钠/碳正极材料的电化学性能最佳,在0.1C的电流密度下,放电比容量分别为97.94mAh g-1、96.24 mAh g-1,性能优于其他对比样品。。单纯对磷酸钒钠进行有机碳包覆虽合成过程简单,但对磷酸钒钠电化学性能影响有限,要进一步提高其电化学性能,还需采取其它改性技术措施。磷酸钒钠/碳/碳新型复合正极及其柔性全电池的研究。将上述合成的磷酸钒钠/碳与滤纸复合制备了磷酸钒钠/碳/碳新型复合正极,探究了不同温度、电解液添加剂等对其电化学性能的影响,并在磷酸钒钠/碳/碳复合正极半电池的基础上,以石墨烯/SiC/碳复合负极组装成软包全电池,探讨了柔性全电池SEI膜的生长过程。研究结果表明,在750 oC下烧成、电极厚度为150um、电解液中添加5%FEC的磷酸钒钠/碳/碳新型复合电极的电化学性能最佳,其全电池表现出优异的柔韧性能和电化学性能,与其它有粘结剂导电剂正极材料/金属箔复合正极相比在电流密度为50C下,1250次循环后,该正极的容量保持在49.43 mAh g-1。这表明在150C下高电流密度下,容量衰减率为0.0098%。柔性全电池(FSIFB)在5 C时,能量密度达到234.1 Wh kg-1,在50 C的高电流率下进行1000次循环后,FSIFB仍能显示30 mAh g-1的放电比容量。通过探究不同循环次数下的交流阻抗,得到了SEI膜的生长规律,为柔性全电池电化学反应动力学研究奠定了基础。磷酸钒钠/氮-碳/碳新型复合正极及其全电池的研究。以ATP为磷源、钠源和碳源,以碳布为载体,通过水热处理工艺和原位反应,制备了碳布支撑的具有良好电化学性能的磷酸钒钠/氮-碳/碳柔性复合正极。与其它复合正极相比,以ATP为模板在碳布上合成的氮掺杂碳包覆的磷酸钒钠/碳复合正极表现出优异的电化学性能,在0.2C电流密度下,放电比容量为115.204 mA h g-1在50C的电流密度下,在循环2000圈后放电比容量仍保持在30.00 mA h g-1,衰减率仅为-0.028/每圈,在此基础上,以三维硬碳/碳复合负极组成柔性全电池通过对其电化学反应过程动力学进行研究,柔性全电池具有优异的离子和电子传导率,在0.5C下。放电比容量为117.6 mA h g-1,在5C下,循环5000,衰减率为0.0055%。在实际应用中,通过将其给手机持续充电8分钟,测试其在手机应用的可能性,表明该种柔性全电池具有重要的实际应用价值。磷酸钒钠/碳/碳纳米管新型复合正极的研究。采用上述合成的磷酸钒钠/碳为正极材料,以碳纳米管为载体,通过真空抽滤的方法制备了NVP/C/CNTS新型复合正极,与磷酸钒钠/碳/金属箔正极相比,具有快速充放电性能,在20C下充放电倍率下,放电比容量为100.359 mAh g-1,经循环300次后,其容量基本不衰减;此外,这种碳纳米管膜的三维导电网络结构有利于电子传导,丰富的孔结构有利于电解液的扩散,可加速钠离子向电极表面扩散,因此该复合正极具有良好的电化学性能。NVP/C/CNTS复合电极的一体化设计,无粘结剂、导电剂有利于钠离子扩散,这为柔性钠离子电池的发展提供了新思路。
其他文献
平面设计也称“视觉传达设计”,作为一门实践性强、应用需求量大的课程,如何充分提升中职学生在计算机平面设计课堂上的学习效率,使学生在毕业后能够更好的将平面设计技能应
自上世纪八十年代,中国珠宝产业开始复苏发展。随着经济的飞速发展,消费者逐渐对生活品质有了更高的要求,对珠宝首饰产品的消费需求不断增加,珠宝市场的潜力巨大。经过三十多
为研究松针提取物抑菌效果,采用马尾松和雪松松针的水、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇浸提物,分别对白色念珠菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌进行抑菌实验。结果表明,松针
“四个全面”战略布局是马克思主义科学理论与中国国情相结合的产物,是一次艰巨的新长征历程,长征精神是支撑着长征赢得胜利的精神力量,也将转化为新长征的强大动力。长征精神的
该文介绍、评析了关肇邺先生新近设计的清华大学化学馆新馆。虽然这只是一座校园小建筑,但集中反映了建筑师对环境的尊重,对时代精神的定位,对人文的关怀以及对经济性和细节完美
通过采用百菌清烟剂(15 kg.hm-2)及75%百菌清可湿性粉剂(15 kg.hm-2)对云杉落针病进行防治实验,结果表明:百菌清烟剂和75%百菌清可湿性粉剂防治两次,防治效果均可达到75%以上,防治
目的 探讨耐药肺结核病房实习护生的压力源以及心理健康状况,为提高护生心理应对能力及教学质量提供依据.方法 选取105名耐药肺结核病房实习护生,通过面对面访谈和问卷调查,
高校学生党支部是党在高校学生中的基层组织,是学生工作的直接组织者和实施者,做好高校学生基层组织建设,提高组织生活的有效性,是适应党组织发展、发挥基层党组织凝聚力和战
南堡凹陷不同构造带油气地球化学特征存在明显差异,并且差异成因机制研究薄弱。为了探讨南堡凹陷油气藏成因机制与分布规律,本论文在对烃源岩和原油样品大量实验分析的基础上
由于化学性质相似,铂钒分离提纯比较困难。对失效Pt-V/C催化剂中铂的回收进行了研究,重点考察了盐酸浓度、温度和氯化铵的用量3种工艺参数对铂钒分离的影响,得出优化的工艺条