锂离子电池 毕业答辩ppt课件

NiF2 TiO2复合正极材料的合成及电化学性能研究 指导老师 学生 班级 Contents 2 3 1 前言 实验过程 实验结果和分析 1前言 优点 过渡金属氟化物容量高 对应的氧化还原电位相对较高 适合作新型正极材料 缺点 导电性差 几乎为绝缘体 转换反应体积变化 造成电极稳定性较差 通过和二氧化钛TiO2复合 能够改善氟化镍的导电性能 降低体积变化率 图1 1Li 嵌入脱出和可逆化学转化反应区别示意 2实验过程 2 1合成NiF2 TiO2电极材料 A 球磨法 研究中采用的合成NiF2 TiO2电极的方法主要是 球磨法和液相合成法 B 原位合成 3实验结果和分析 3 3NiF2 TiO2电极界面特性研究 3 2NiF2 TiO2的充放电性能测试 3 1NiF2 TiO2的XRD成分分析 3 1NiF2 TiO2的XRD成分分析 图3 1 a 合成NiF2 TiO2的XRD谱 b 标准NiF2XRD谱 PDF 25 0579 3 2 1不同电压区间对电极性能的影响 图3 2电压区间为 a 1 0 4 5V b 1 0 4 0V的电极充放电曲线 3 2 2不同电流密度对电极性能影响图3 3 NiF2 TiO2的充放电及循环性能曲线 3 2 3TiO2的含量对 NiF2 TiO2电极材料的充放电性能影响 图3 4不同TiO2含量的 NiF2 TiO2电极充放电曲线 图3 5不同TiO2含量的 NiF2 TiO2电极放电循环曲线 3 2 4电流密度对 NiF2 TiO2电极材料的充放电性能影响 图3 6不同电流密度的 NiF2 0 1 TiO2电极充放电曲线 图3 7不同电流密度的 NiF2 0 1 TiO2电极放电过程循环性能曲线 3 3 1NiF2 TiO2电极的EIS谱特征分析 图3 8 NiF2 0 1 TiO2电极的首次放电过程的EIS特征谱 图3 9 NiF2 0 1 TiO2电极的首次充电过程的EIS特征谱 3 3 2等效电路的建立 根据本文的实验结果 我们提出 NiF2 0 1 TiO2电极首次充电过程的EIS等效电路如下图所示 其中Rs代表欧姆电阻 RSEI Rcf和Rct分别为SEI膜电阻 肖特基接触电阻和电荷传递电阻 SEI膜电容CSEI 肖特基接触相关电容Ccf 双电层电容Cdl分别用QSEI Qcf Qdl表示 3 3 3EIS谱的拟合分析 图3 10 NiF2 0 1 TiO2正极充放电过程中EIS谱特征RSEI Rcf和Rct随电极电位的变化曲线 结论 1 由充放电测试分析 纯的NiF2电极本身的放电平台约为1 5V 首次放电的容量高 可达700mAh g左右 但容量衰减较快 充放电持续时间越来越短 循环效率不高 2 添加纳米粉末TiO2 可以提高氟化镍的电化学特性 形成首次充放电容量较高的复合正极材料 且添加TiO2的量不同 首次充放电容量的大小也不同 NiF2 0 2 TiO2 NiF2 NiF2 0 1 TiO2 3 通过EIS对电极界面特性的研究 将电极的Nyquist图分为三个部分 对应的高频区域的圆弧归结为与锂离子通过活性材料颗粒表面SEI膜扩散迁移有