多金属氧酸盐(POM)的电化学储能研究
自锂离子电池问世以来，其正极材料就一直采用很有限的几种过渡金属氧化物，如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等。研发新型高比容量正极材料，一直是人们追求的目标。本论文设计合成了基于POMs体系阳离子寄主反应（up-taking/removing mechanism）的新型储能材料，考察了其电化学性能。获得了以下主要结果: 1、采用“一步法”制备了Li7[V15O36(CO3)]材料。通过XRD、SEM、TEM等对材料结构、形貌进行表征，结果显示材料颗粒大小在五六个纳米左右，并且颗粒尺寸均匀，移除结晶水后结构没有发生变化。 2、研究了Li7[V15O36(CO3)]储锂离子和钠离子的性能。作为锂离子电池正极材料Li7[V15O36(CO3)]表现出良好的电化学性能。50mA/g的电流密度下，首圈可逆容量高达250mAh/g，能量密度达到了700Wh/g，循环30圈后，比容量保持在220mAh/g;在10A/g的大电流下首圈放电容量也有150mAh/g。作为钠离子电池正极材料，首圈具有高达235mAh/g可逆容量，50mA/g的电流密度下循环30圈后，比容量保持在175mAh/g。该材料中，锂离子与钠离子均具有较大的扩散系数，分别为1.4×10-10-2.3×10-7cm2/s和1.45×10-15-2.83×10-12cm2/s。 3、研究了多金属氧酸盐(POM)材料的可循环利用性，结果表明在电池中进行了多次循环之后仍能保持原有的结构，通过简单的水溶法回收电池中使用后的材料，V的回收率高达40％。 4、通过“一步法”合成了Keggin型材料TBA3PMo12O40，研究其电化学储锂性能。结果表明，通过将有机配体配位于无机阴离子上得到的材料首圈能够放出高达297mAh/g的比容量，循环性能不理想。考察了Na3PMo12O40锂离子电池正极材料的性能，极化较小，有较好循环性能，并且充放电平台保持良好，但是容量较低，大约只有6个Mo可逆的充放电。
锂离子电池;钠离子电池;正极材料;多金属氧酸盐;电化学储能;循环性能
厦门大学
硕士
物理化学
郑明森;董全峰
2014
中文
TM912.9
100
2015-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）