2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鋰離子電池正極材料Li2MnSiO4具有理論容量高(333.0 mAh g-1)、熱穩(wěn)定好、成本低以及對環(huán)境友好等特點。但是該材料也有很多缺點,如電子導電性低、在循環(huán)過程中結(jié)構(gòu)坍塌以及Mn在電解液中溶解,從而導致其循環(huán)性能較差。本論文主要對Li2MnSiO4材料的制備以及改性進行了系統(tǒng)性的研究。通過XRD、SEM、EDS、TEM等方法對合成的樣品進行物理表征,恒流充放電測試、循環(huán)伏安曲線以及交流阻抗法對其進行電化學表征。
  采用

2、快速溶膠凝膠法合成了 Li2MnSiO4/C材料,硅源為有機的硅酸四乙酯(TEOS)。研究了不同合成工藝對合成樣品的結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響,探索出了合成Li2MnSiO4/C材料的最佳工藝:乙酸量為10 g,煅燒溫度為650℃,煅燒時間為6 h,碳含量為20 wt%。但是由于Li2MnSiO4材料在充放電過程中結(jié)構(gòu)坍塌的本質(zhì)缺陷以及Mn在電解液中的溶解,在最優(yōu)條件下合成的樣品循環(huán)性能仍不令人滿意。
  為了提高溶膠凝膠法合成的Li

3、2MnSiO4/C材料電化學性能,我們分別對其在Mn位和Si位進行離子摻雜。在Mn位摻雜共價離子(Zn2+和Cu2+)和異價離子(Ag+和 Cr3+),Li2MnSiO4/C樣品的電化學性能都有不同程度的提高。在硅位摻雜 Al3+離子可以使樣品中的鋰含量增加,合成的不同含量 Al3+離子摻雜的樣品中, Li2.02MnSi0.98Al0.02O4/C樣品呈現(xiàn)出了最優(yōu)的電化學性能。
  首次提出氧化物和碳共包覆來提高Li2MnSiO

4、4材料的性能。本論文研究了三種不同的氧化物材料MoO2,ZnO和TiO2對Li2MnSiO4/C材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響。一步溶膠凝膠法合成的不同含量 MoO2包覆的Li2MnSiO4/C材料中,包覆量為1 wt%時,材料呈現(xiàn)了最優(yōu)的電化學性能,在0.1 C倍率下的首次放電容量為184.9 mAh g-1。包覆ZnO和TiO2的最優(yōu)樣品在0.1 C倍率下的放電容量分別為182.8和186.4 mAh g-1。并且,包覆后的樣品都呈現(xiàn)出了較

5、好的循環(huán)性能。通過非原位XRD分析可知,包覆氧化物可以在一定程度上抑制結(jié)構(gòu)的坍塌。ICP測試表明,氧化物可以減少Mn在循環(huán)過程中溶于電解液中的濃度。
  首次采用水熱法,使用無機的硅酸代替有機的TEOS作為硅源來合成Li2MnSiO4/C材料??疾炝瞬煌暮铣蓷l件對最終樣品結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響。得到該方法制備Li2MnSiO4/C材料的最優(yōu)條件為:水熱反應溫度為180℃,水熱反應時間為36 h,煅燒溫度為600℃,溶劑中添加20

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