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微反应器法辅助合成磷酸铁锰锂正极材料及其电化学性能的研究任务书

 2020-05-24 12:17:04  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

目前应用的传统正极材料主要是锂过渡金属氧化物,包括层状结构的limo2(m=co,mn,ni)和钴镍锰三元体系(licoxniymnzo2,其中x y z=1)、尖晶石结构的锰酸锂(limn2o4)和橄榄石结构的limpo4(m=fe,mn,co,ni)。

橄榄石结构的金属锂盐limpo4(m=fe,mn,co,ni)由于其低毒性,低成本,热稳定性能和极具潜力的电化学性能受到广泛关注。

其中,li fe po4、limnpo4由于其原材料来源广泛、价格低廉、对环境无污染颇受青睐;li fe po4因其良好的热稳定性,通过多年研究呈现出高比容量,高循环性能及突出的安全性能,已经商业化;而limnpo4 拥有更高的放电平台(li fe po4 3.45 v vs. li /li;limnpo4 4.1 v vs. li /li),以及更高的能量密度(lifepo4 586wh#61655;kg-1;limnpo4 701 wh#61655;kg-1),但研究表明,活跃的mn3 会诱发 jahn-teller 晶格畸变,使极化现象尤为明显。

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2. 参考文献

1. Jing-hong, L., 先进电池材料. 2004, Beijing (北京): Chem~ M Industry Press (化学工业出版社). 2. 可龙, 兆翔, and 素琴, 锂离子电池原理与关键技术. 2008: 化学工业出版社. 3. 吴宇平, 张汉平, and 吴峰, 绿色电源材料. 2008, 北京: 化学工业出版社. 4. 王希敏, et al., 锂离子电池正极材料. 化学进展, 2006. 18(12). 5. Padhi, A.K., K. Nanjundaswamy, and J. Goodenough, Phospho‐olivines as positive‐electrode materials for rechargeable lithium batteries. Journal of the electrochemical society, 1997. 144(4): p. 1188-1194. 6. Ellis, B.L., K.T. Lee, and L.F. Nazar, Positive electrode materials for Li-ion and Li-batteries#8224;. Chemistry of Materials, 2010. 22(3): p. 691-714. 7.Alias, N. and A.A. Mohamad, Advances of aqueous rechargeable lithium-ion battery: A review. Journal of Power Sources, 2015. 274: p. 237-251. 8.娄晓明, et al., LiMPO4(M=Fe,Mn)研究进展. 2015. 39: p. 182-184. 9.Delacourt, C., et al., Toward Understanding of Electrical Limitations (Electronic, Ionic) in LiMPO[sub 4] (M=Fe, Mn) Electrode Materials. Journal of The Electrochemical Society, 2005. 152(5): p. A913. 10. Kandhasamy, S., K. Nallathamby, and M. Minakshi, Role of structural defects in olivine cathodes. Progress in Solid State Chemistry, 2012. 40(1-2): p. 1-5. 11. Saravanan, K., et al., Storage performance of LiFe1#8201;#8722;#8201;x Mn x PO4 nanoplates (x#8201;=#8201;0, 0.5, and 1). Journal of Solid State Electrochemistry, 2010. 14(10): p. 1755-1760. 12. Jo, M., et al., Carbon-coated nanoclustered LiMn0.71Fe0.29PO4 cathode for lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, 2012. 216: p. 162-168. 13. Zhong, Y.-J., et al., LiMn0.5Fe0.5PO4 solid solution materials synthesized by rheological phase reaction and their excellent electrochemical performances as cathode of lithium ion battery. Journal of Power Sources, 2013. 234: p. 217-222. 14.Chen, J., et al., High-rate and long-term cycling capabilities of LiFe0.4Mn0.6PO4/C composite for lithium-ion batteries. Journal of Solid State Electrochemistry, 2015. 19(5): p. 1535-1540. 15. Jiang, J., et al., LiFePO(4) nanocrystals: liquid-phase reduction synthesis and their electrochemical performance. ACS Appl Mater Interfaces, 2012. 4(6): p. 3062-8. 16. Liu, X.M., et al., Synthesis of superior fast charging-discharging nano-LiFePO4/C from nano-FePO4 generated using a confined area impinging jet reactor approach. Chem Commun (Camb), 2013. 49(47): p. 5396-8. 17. Chen, L., et al., Enhanced electrochemical properties of LiFe1#8722;xMnxPO4/C composites synthesized from FePO4#8226;2H2O nanocrystallites. Journal of Power Sources, 2012. 214: p. 344-350. 18. Zhu, H.-J., et al., Synthesis and characterization of LiMnPO4/C nano-composites from manganese(ii) phosphate trihydrate precipitated from a micro-channel reactor approach. RSC Advances, 2014. 4(49): p. 25625. 19. 陆雷, 钟伟攀, 杨晖. 高致密球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2颗粒的合成及性能研究 20. 孙玉恒, 何泽珍, 刘兴泉. 锂离子二次电池新型正极材料LiMPO4(M=Fe、Co、Ni等)的研究进展. 化工科技,2005,7(2)49-56.

3. 毕业设计(论文)进程安排

2015年12月14日~2016年1月15日 查阅资料,写文献综述和开题报告,准备试验原材料。

2016年3月14日~5月7日 进行实验 2016年5月7日~5月12日 中期答辩 2016年5月13日~5月27日 进行试验 2016年5月27日~6月12日 撰写论文,准备答辩。

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