| 题名 | 纳米硅酸盐@C比表面积调控与电化学性能研究 |
| 作者 | 闫超 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 张庆堂 |
| 关键词 | 硅酸亚铁 硅酸亚铁锂 纳米二氧化硅 比表面积 锂离子电池 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 以不同纳米二氧化硅（SiO2）作硅源,利用固相反应法成功控制了Fe2SiO4/C和Li2FeSiO4/C复合材料的比表面积。利用C6H5O7（NH4）3,FeC2O4·2H2O和比表面积分别是221,263,325 m2/g纳米多孔SiO2为原料,合成了超细多孔Fe2SiO4/C复合材料（FS221/C,FS263/C和FS325/C）。XRD结果证明三种样品均属α-Fe2SiO4相。SEM说明三种样品都是由粒径为30-70 nm颗粒和200-400 nm的亚微米颗粒构成的复合物。孔结构分析证明超细多孔的Fe2SiO4/C复合材料的外表面积能够通过纳米多孔SiO2来调控,FS325/C的外表面积是三者中最高的。这些独特的性质使FS325/C在三个样品中具有最好的可逆储锂容量,最好的倍率、循环性能和最高的锂离子扩散系数。以气相纳米SiO2（FNS）和纳米SiO2（NS）分别合成了介孔Li2FeSiO4/C复合材料（LFS-FNS和LFS-NS）。XRD证明LFS-FNS和LFS-NS晶体结构均属单斜晶系P21空间群Li2FeSiO4。SEM证明了LFS-FNS和FNS的粒径大小集中在25-40 nm,比LFS-NS和NS的粒径略小,充分证明了Li2FeSiO4/C复合材料的粒径能够通过选择不同粒径的SiO2所调控。TEM进一步证明了Li2FeSiO4/C纳米颗粒均匀的分布在无定形碳构成的网络中。比表面积分析证明LFS-FNS和FNS的外表面积分别是51.4和36.1 m2/g,因此介孔Li2FeSiO4/C纳米材料的孔结构特性能够用不同纳米Si O2作硅源所调控。减小的粒径和较高的外表面积缩短了锂离子扩散路径使LFS-FNS具有较出色的电化学性能,LFS-FNS在0.1 C的放电容量高达172 mAh/g。通过SBA-15和纳米SiO2分别合成了多级介孔棒束状Li2FeSiO4/C复合材料（简称HMLFS-SR）和普通形貌的Li2FeSiO4/C复合材料（简称LFS）。XRD证明HMLFS-SR和LFS中都含有Li2FeSiO4晶体和少量的Fe3O4杂质。SEM观察到HMLFS-SR是由纳米颗粒构成的多级棒束状结构。EDS证明了Fe,Si,C,O元素均匀的分布在整个棒束状的Li2FeSiO4/C中。氮气脱吸附分析证明了HMLFS-SR是典型的介孔材料,具有47 m2/g的外表面积,比LFS更高。HMLFS-SR在0.1C展现了较高的放电比容量212.2 mAh/g,除此之外,HMLFS-SR也具有更稳定的循环性能,更低的电荷转移阻抗和更高的锂离子扩散系数。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 68 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93991]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 闫超. 纳米硅酸盐@C比表面积调控与电化学性能研究[D]. 2018. |
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