2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、研究人員積極開(kāi)發(fā)、研究新型的鋰離子電池負(fù)極材料,以期獲得高容量、循環(huán)穩(wěn)定且安全性能可靠地理想材料。減小材料的尺寸、增大其表面積,制備特殊結(jié)構(gòu)的負(fù)極材料(空心納米管、薄膜、納米線等),可以一定程度上增加鋰離子的脫嵌量,從而提高材料的電化學(xué)性能。
   本文通過(guò)水熱法制備了Fe2Ti3O9固溶體材料,并研究了其電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能;采用強(qiáng)堿溶劑熱法將Fe2Ti3O9固溶體材料進(jìn)行處理,制備了片狀和納米棒狀的材料,并進(jìn)一步探討了樣品形貌的轉(zhuǎn)

2、變機(jī)理和電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能;采用不同比例的導(dǎo)電劑添加量,考察了導(dǎo)電劑對(duì)負(fù)極材料電化學(xué)性能的影響。
   研究表明Fe2Ti3O9固溶體材料第50次的放電比容量為334.6mAh/g,充電比容量為330.7mAh/g,庫(kù)侖效率為98.8%;經(jīng)50次循環(huán)后,仍有93.7%的充電比容量保持率,平均每次循環(huán)衰減僅為0.446mAh/g。該電極在循環(huán)50次后仍有330.7mAh/g的充電比容量,遠(yuǎn)高于TiO2的比容量(理論值為168mAh/g

3、),這就說(shuō)明氧化鐵已經(jīng)充分發(fā)揮了其高比容量的性質(zhì)。
   通過(guò)控制水熱溫度不變(200℃),改變反應(yīng)時(shí)間(12h、24h、36h、48h),制得了一系列樣品,對(duì)其進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn):隨著反應(yīng)時(shí)間的提高,樣品的形貌由原來(lái)的顆粒先熔并為片狀,然后形成片層組裝成的球狀結(jié)構(gòu),繼而長(zhǎng)大為棒狀結(jié)構(gòu),最后棒狀結(jié)構(gòu)熔并、重新分化形成納米棒。電化學(xué)性能測(cè)試表明,經(jīng)過(guò)200℃12h和24h堿處理的樣品穩(wěn)定比容量明顯高于堿處理之前的比容量,這是因?yàn)閴A處理后

4、固溶體形成了片以及由片組裝成的棒和球,部分球?yàn)橹锌战Y(jié)構(gòu),增大了比表面積,故容量有所提高。而經(jīng)過(guò)200℃36h和48h堿處理樣品的穩(wěn)定比容量略低于堿處理之前固溶體的比容量,這是因?yàn)閴A處理后固溶體形成了直徑較大的桿,不利于鋰離子的嵌入和脫出。
   通過(guò)控制水熱反應(yīng)時(shí)間不變(48h),改變反應(yīng)溫度(140℃、160℃、180℃、200℃),將所得的樣品進(jìn)行表征,得到如下結(jié)論:溫度升高,材料的形貌由片狀逐漸向納米棒狀轉(zhuǎn)變。電化學(xué)測(cè)試表

5、明,140℃48h和200℃48h的樣品穩(wěn)定性很好,比容量較其他樣品略低,這是由于140℃48h的樣品堆垛密度大,200℃48h的樣品中納米棒較厚且為實(shí)心,都不利于鋰離子的嵌入與脫出。而160℃48h和180℃48h的樣品中有部分納米線存在,在一定程度上增加了片層之間的距離和樣品的比表面積,所以其比容量相對(duì)高一些。
   考察了導(dǎo)電劑(乙炔黑)的添加量對(duì)活性物質(zhì)電化學(xué)容量的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)乙炔黑的添加量從10%增加至35%時(shí),樣品的

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