高容量金属氧化物/介孔碳复合锂电电极材料的设计及性能

基本信息
批准号:51272137
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:尹龙卫
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宿庆财,王美,郭恩言,张芦元,李朝强,王雪坤
关键词:
锂电性能介孔结构复合材料金属氧化物
结项摘要

The three dimensional hybrids of metal oxide nanoparticles/ordered mesoporous carbon are synthesized via hard template and hydrothermal chemical routes. The chemical composition, size, distribution and content of oxide nanoparticles are well controlled by adjusting the synthesis parameters, such as temperatures, pressure, portion of the precursors, and growth time. The oxide naoparticles can be homogenesouly embeded within the three dimensional orderd mesoporous carbon (OMC). The microstructures including the surface area, pore volume, chemical bonding state, surface morphology, oxide nanoparticle distribution on OMC, pore size and crystal structure of the hybrids are investigated using scanning electron microscopy (SEM), high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), wide- and low-angle x-ray diffraction (XRD) patterns, x-ray photoelectron spectrometer (XPS), X-ray energy dispersive spectrometer (EDS), Raman spectrometer, FTIR spectra. The effects of incrporation of oxide nanoparticles within OMC structure, synergistic effects including surface and interface effects between the oxide and ordered OMC on the charge and discharge capacity of lithium storage, cycle stability, and coulombic efficiency of the hybrid anode electrodes are studied. cyclic voltammetric (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques are used to study the capacity attenuation mechanism and the transfer kinetics of litium ion on the interface between oxide and the OMC matrix. The enhancing mechanism of lithium storage capacity and theoretical model of the oxide/OMC hybrid anode are set up based on the experimental results and theoretical analysis. The goal of the research program and proposal is to fabricate oxide/OMC hybrid anode for lithium ion battery with high specific capacity, coulombic efficiency, long term life and high rate performance and high efficiency.

以模版与水热化学合成方法制备三维有序的氧化物与介孔碳复合材料,实现氧化物在介孔碳内组分、尺寸、分布、含量等的有效控制,以SEM、TEM、XRD、XPS、Raman等研究复合材料的比表面、孔体积、孔道结构、化学键合态等微观结构。氧化物与介孔碳所形成的三维网络结构利于锂离子在电极和电解液间的充分扩散与反应,可得到较高可逆容量。以恒流充放电方法研究复合材料的嵌锂与脱锂容量、循环稳定性。深入分析氧化物与介孔碳的协同作用、表界面效应等对复合材料储锂容量、循环稳定性及倍率性能的影响规律。以循环伏安与交流阻抗法探讨锂离子电池的容量衰减机制及改善循环稳定性和倍率性能的措施。理解锂在氧化物-介孔碳三维复合结构中的储存机制和在电极/电解液界面上的传输动力学机制。建立氧化物与介孔碳复合材料增强锂离子电池性能的机制与理论模型。本项目拟研制高容量、倍率性能佳、长寿命和能量效率高的氧化物-介孔碳复合物锂离子电池材料。

项目摘要

以模版与水热化学合成方法制备三维有序的氧化物与介孔碳复合材料,实现氧化物在介孔碳内组分、尺寸、分布、含量等的有效控制,以SEM、TEM、XRD、XPS、Raman 等研究复合材料的比表面、孔体积、孔道结构、化学键合态等微观结构。氧化物与介孔碳所形成的三维网络结构利于锂离子在电极和电解液间的充分扩散与反应,可得到较高可逆容量。以恒流充放电方法研究复合材料的嵌锂与脱锂容量、循环稳定性。深入分析氧化物与介孔碳的协同作用、表界面效应等对复合材料储锂容量、循环稳定性及倍率性能的影响规律。以循环伏安与交流阻抗法探讨锂离子电池的容量衰减机制及改善循环稳定性和倍率性能的措施。理解锂在氧化物-介孔碳三维复合结构中的储存机制和在电极/电解液界面上的传输动力学机制。建立氧化物与介孔碳复合材料增强锂离子电池性能的机制与理论模型。本项目拟研制高容量、倍率性能佳、长寿命和能量效率高的氧化物-介孔碳复合物锂离子电池材料。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

尹龙卫的其他基金

批准号:50872071
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51532005
批准年份:2015
资助金额:290.00
项目类别:重点项目
批准号:51872171
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50972079
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:51472148
批准年份:2014
资助金额:88.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

碳复合氧化物锂电池电极材料同步化学合成及性能

批准号:21471142
批准年份:2014
负责人:钱逸泰
学科分类:B0502
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
2

气溶胶喷雾辅助合成复杂介孔金属氧化物电极材料及其性能研究

批准号:21471006
批准年份:2014
负责人:耿保友
学科分类:B0103
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
3

高容量核壳结构纳米硅基锂电负极材料的分子设计及性能研究

批准号:51171065
批准年份:2011
负责人:胡社军
学科分类:E0110
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

三维预留孔容碳/纳米硅复合锂电负极材料的结构设计与性能研究

批准号:51204209
批准年份:2012
负责人:杨娟
学科分类:E0410
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目