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摘要当今世界，由于化石能源的日益枯竭，新能源技术对人类社会未来可持续发展至关重要，锂离子电池因为其优秀的电化学性能，有望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的储存。研究发现，通过对LiMn2O4进行离子表面包覆以及控制其颗粒形貌能够有效的解决容量衰减过快的问题，从而改善电极的循环性能。本实验尝试制备性能优异的正极材料，主要包括以下工作：用氧化还原法制备锰酸锂-石墨烯正极材料，采用水热和热处理两种方式得到产品。对产品进行系统表征并探究其电化学性能。结果表明，该方法制得的正极材料具有良好的结晶性和优秀的电化学性能。34003
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关键词：锰酸锂；正极材料；锂离子电池；石墨烯
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The Synthesis and Lithium Storage Performance of Lithium Manganate /Graphene Nanocomposites
Abstract
In today's world, due to the increasing depletion of fossil energy, new energy technology for sustainable development of human society is crucial to the future. Because of its excellent electrochemical performance, the lithium ion battery is expected to be applied to large-scale storage of electric vehicles and clean energy such as solar and wind energy. It is found that ion surface coating and control the particle morphology of LiMn2O4 can effectively improve the electrode cycling performance. In this paper, lithium manganate/graphene nanocomposites with different microstructure are successfully prepared by simple soft chemical method. The results show that lithium manganate/graphene nanocomposites possess good capacitance performance and cycle performance as cathode materials for lithium ion battery.
Keyword: Lithium manganate；Cathode material；Lithium ion battery；Graphene
目 录
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 锂离子电池2
1.2.1 锂离子电池概况.2
1.2.2 锂离子电池的组成3
1.2.3 锂离子电池的工作原理.4
1.2.4 锂离子电池面临的问题.5
1.3 锂离子电池的电极材料.6
1.3.1 电池的负极材料.6
1.3.2 电池的正极材料.6
1.4 本课题选题思想及研究内容..6
2 实验试剂及仪器.8
2.1 主要化学试剂..8
2.2 主要仪器.8
3 用原位氧化还原法制备锰酸锂-石墨烯并测其储锂性能..10
3.1反应原理10
3.2制备步骤.10
3.3样品的表征..10
3.3.1 对水热处理的产品的表征..10
3.3.2 对热处理产品的表征11
3.4 电化学性能测试13
3.4.1 锰酸锂半电池的制备及组装13
3.4.2 电池材料的电化学性能测试13
3.4.3 结果分析.14
3.5本章小结..15
4 用直接氧化法制备制备锰酸锂-石墨烯并测其储锂性能16
4.1 反应原理..16
4.2 制备步骤..16
4.3 样品的表征.16
4.3.1 对水热处理的产品的表征..16
4.3.2 对热处理产品的表征17
4.4 电化学性能测试19
4.4.1 锰酸锂半电池的制备及组装19
4.4.2 电池材料的电化学性能测试19
4.4.3 结果分析19
4.4 本章小结20
实验结论21
致谢.22
参考文献23
1 绪论
1.1 引言
当今世界，和平与发展是人们异常关注的问题。在现在这个和平的世界，发展显得尤为重要。然而，日渐枯竭的化石能源，制约着我们的可持续发展。近年来，全世界都在强调可持续发展，如此一来，能源问题就成为了制约我们的最大障碍。最新的《BP世界能源统计报告2014》显示,2013年全球主要能源消费增长了2.3%，低于过去十年2.5%的平均增速。石油资源仍是全世界最常用的能源，占全球能源消费的32.9%，但石油资源却是越来越少，近年来，石油资源的市场份额一直在降低，已经连续14年了，现如今，其已经发展成自1965年以来的最低值。截至2013年底，世界石油探明储量为1.6879万亿桶，足以满足53.3年的全球生产需要，全球天然气探明储量为185.7万亿立方米，足以保证54.8年的生产需要。但是，2013全球石油消费增长1.4%，石油产量只增长了0.6%；全球天然气消费增长1.4%,然而其储量却只上升了0.2%。这些数据清楚的告诉我们，人类的生存和发展面临着严重的能源危机，人类必须面对其所带来的挑战。