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1、1本科畢業(yè)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告開題報(bào)告化學(xué)化學(xué)溫度對溫度對Li2CoSiO4Li2CoSiO4正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響研究正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響研究一、研究的背景與意義一、研究的背景與意義如今社會,全世界人們使用的主要能源不外乎石油、煤礦與天然氣,然而隨著能源需求的不斷增加與能源的不可再生性,使得大多數(shù)的能源接近枯竭。另一方面,這些能源燃燒使用后對環(huán)境產(chǎn)生的污染是有目共睹的:溫室效應(yīng)、全球氣候變暖、酸雨、臭氧空洞、紫外輻射加強(qiáng)
2、等等。人類要進(jìn)一步來改善能源的結(jié)構(gòu),并且同時開發(fā)新型的清潔能源,以此來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。由于金屬鋰具有在所有金屬中氧化還原電位最低、最輕的特點(diǎn),因此鋰電池成為了人們首先尋找新型的能源之一。而電極材料特性的好壞直接影響到鋰電池的性能特點(diǎn)。電極材料有諸多種,有一種是以硅酸鈷鋰作為正極材料。氧化鈷鋰一般有層狀和尖晶石兩種結(jié)構(gòu),通常在說的氧化鈷鋰一般指的是層狀結(jié)構(gòu)的。尖晶石結(jié)構(gòu)的一般被人所忽略,原因是循環(huán)性能不好,而且其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。層狀結(jié)構(gòu)的氧化
3、鈷鋰雖然是常見的材料,但是由于其容易制備、結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定以及成本高,所以與氧化錳鋰、氧化鎳鋰材料比較,研究得不多?;衔锕杷崂礅捯呀?jīng)成功地用常規(guī)溶液法和水熱法制備。兩個Li2CoSiO4樣品在鋰離子電池中作為陰極材料的電化學(xué)性能已被研究。在4.1V下,Li2CoSiO4之間鋰的可逆脫出和嵌入可得到對抗的鋰。由常規(guī)溶液制備的未處理的Li2CoSiO4電化學(xué)性能差。通過曲線打磨后的碳涂層的加入,它的電化學(xué)性能在一定程度上得到了提高,在平均電壓為
4、4.14V條件下每次0.46Li的可逆容量。目前我們可以知道的有關(guān)化合物硅酸鈷鋰的信息還非常的有限,因此,我們選擇了這個課題,為了對硅酸鈷鋰作為鋰原電池正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的進(jìn)一步研究探討。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題1.基本內(nèi)容:評價(jià)熱處理溫度和工作環(huán)境溫度對Li2CoSiO4正極材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響,總結(jié)出熱處理過程中Li2CoSiO4的物相轉(zhuǎn)變規(guī)律及其物相特征與儲鋰容量的關(guān)系。3物質(zhì)。然后
5、,將Li2CoSiO4在不同溫度下進(jìn)行處理,將處理后的產(chǎn)物用X射線粉末衍射和紅外光譜分析技術(shù)來分析測試其結(jié)構(gòu),找出處理溫度對Li2CoSiO4相變的影響規(guī)律。之后,用電池測試和電化學(xué)分析技術(shù)評價(jià)熱處理溫度對Li2CoSiO4電化學(xué)性能的影響,并總結(jié)物相結(jié)構(gòu)與容量的關(guān)系四、研究的總體安排與進(jìn)度:四、研究的總體安排與進(jìn)度:2010年09月2010年11月文獻(xiàn)調(diào)研、綜述、翻譯及實(shí)驗(yàn)材料、器材的準(zhǔn)備2010年12月2010年12月Li2CoSi
6、O4的水熱合成及物相、結(jié)構(gòu)分析2011年01月2011年02月Li2CoSiO4在不同溫度下熱處理及結(jié)構(gòu)分析2011年03月2011年04月測試和分析熱處理溫度Li2CoSiO4結(jié)構(gòu)特征和儲鋰活性的影響2011年05月2011年05月實(shí)驗(yàn)總結(jié),畢業(yè)論文的撰寫及答辯五、主要參考文獻(xiàn):五、主要參考文獻(xiàn):[1]李建保,李敬鋒,新能源材料及其應(yīng)用技術(shù):鋰離子電池、太陽能電池及溫差電池[M],清華大學(xué)出版社,2005.[2]雷永泉,萬群,石永康,
7、新能源材料[M],天津大學(xué)出版社,2000.[3]梁彤祥等,清潔能源材料導(dǎo)論[M],哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003.[4]李國欣,新型化學(xué)電源導(dǎo)論[M],復(fù)旦大學(xué)出版社,1992.[5]凌晨,高容量硅酸鐵鋰正極材料的合成與分析[C],寧波大學(xué)本科畢業(yè)論文,2010.[6]吳宇平,戴曉兵,馬軍旗,程預(yù)江,鋰離子電池:應(yīng)用與實(shí)踐[M],化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[7]吳宇平,萬春榮,姜長印等,鋰離子二次電池[M],化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
8、[8]劉文剛,徐云華,楊蓉,任冰,鋰離子電池Li2MSiO4系(M=Fe,Mn,Co,Ni)正極材料的研究進(jìn)展[J],電源技術(shù),2008,32(12):885888.[9]楊勇,方海升,李莉萍,閆國豐,李廣社,Li2MnSiO4C復(fù)合正極材料的合成及電化學(xué)性能[J],稀有金屬材料與工程,2008,37(6):10851088.[10]C.LynessB.DelobelA.R.ArmstrongP.G.BruceThelithiumint
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