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过渡金属氧化物在锂电池中的研究现状进展

时间:2022-11-23 22:55来源:毕业论文
电极材料可以说是制备电池关键,它的性能决定了电池的性能和表现。随着人们对高性能电池的需求,越来越多的研究人员开始投入大量的资金和实践用于研究电化学性能更好的正负极
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电极材料可以说是制备电池关键,它的性能决定了电池的性能和表现。随着人们对高性能电池的需求,越来越多的研究人员开始投入大量的资金和实践用于研究电化学性能更好的正负极材料。在众多研究人员研究的负极材料中,过渡金属氧化物凭借其高理论容量,大储量和良好的稳定性等优点而占据着研究热点。然而,我们如果要实现其商业化,我们还要攻破技术上的难题。86214

1二氧化锰

二氧化锰比某些过渡金属氧化物性能有较高的理论容量,其性能较好。如氧化铜(673 mAh/g),氧化铁(1007 mAh/g),氧化镍(718 mAh/g),氧化锌(978 mAh/g)。另外二氧化锰价格优廉,储量之大,无污染等特点,使得近年来对二氧化锰的研究越来越炽热。论文网

  二氧化锰对锂发生了如下的可逆反应:

    跟其他过渡金属氧化物相比,二氧化锰在充放电过程中发生体积变化会导致电荷转移不充分。此外,二氧化锰的导电性能不是很理想,电荷转移不是很充分,在实际测量的过程中,比容量比较低,循环性能也不是很理想。对LiB通过水热法还原高锰酸锂方法制备出的空心胆状的二氧化锰纳米材料构成的纳米球,将材料纳米化可以缩短材料的离子和电子的扩散距离,提高材料与电极材料之间的接触面积,并且能够将体积变化对材料产生的破坏降到最小。

2四氧化三钴

四氧化三钴具有高达390mAh/g的比容量,是一种非常具有应用前景的碳负极取代材料。由于它良好的传感性,传导性能较好的原因,所以在气体和温度传感、以及化学催化领域等方面前景应用十分广泛。研究四氧化三钴的实用价值也十分重要。

3四氧化三铁

四氧化三铁是理论比容量为924 mAh/g锂离子电池负极材料,它的储量丰富,成本低廉,环境友好,电导率较高。使得其成为过渡金属氧化物中最具有前景的锂离子电池负极材料。其充放电机制如下:

Fe3O4 + 6Li → 3Li2O + 2Fe

    放电过程中,四氧化三铁被还原,分散在非晶态氧化锂中;充电时,金属铁重新与氧化锂反应生成四氧化三铁。整个充放电过程中,分别包括氧化锂的形成与分解,以及四氧化三铁的还原和氧化过程。在放电过程中,电解质与负极界面形成SEI膜。

 四氧化三铁虽然具有较高的理论比容量,但它同样存在与其他过渡金属氧化物负极材料类似的问题:首次库伦效率低、循环衰减快及倍率性能差。

过渡金属氧化物在锂电池中的研究现状进展:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_102422.html
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