等离子体技术在锂离子电池正极复合材料制备中的应用及相关基础研究

基本信息
批准号:11105078
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:蒋仲庆
学科分类:
依托单位:宁波工程学院
批准年份:2011
结题年份:2014
起止时间:2012-01-01 - 2014-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蒋仲杰,徐卫红,田小宁,罗利娟,王婷婷,杨健,李微微
关键词:
等离子体聚合LiFePO4/导电高分子复合材料等离子体增强化学气相沉积LiFePO4/sp2杂化碳纳米复合材料锂离子电池
结项摘要

本课题主要围绕LiFePO4存在的主要问题展开研究,结合过去几年项目组利用等离子体技术在材料制备和性能研究中所取得的成绩和积累的经验,提出行之有效和合理的实验解决方案,将进行以下研究内容:(1) 采用等离子体增强化学气相沉积原位生长法合成碳纳米管、碳纳米片以及石墨烯并包覆在LiFePO4表面,揭示影响LiFePO4微观结构、颗粒特征和宏观电化学性能的关键因素;(2) 利用等离子体聚合法制备导电高分子包覆的LiFePO4复合材料,探索导电高分子的最佳合成条件;(3) 考察不同合成条件对材料电化学性能的影响;(4) 获得高性能LiFePO4复合材料的制备工艺和参数,揭示LiFePO4复合材料的结构和性能的关系,并确定影响LiFePO4复合材料的结构和电化学性能(尤其是高倍率性能)的关键因素。本项目的研究对进一步降低LiFePO4正极材料的制备成本,提高锂离子电池的性能具有十分重要的意义。

项目摘要

由于其理论比容量 (170 mAh/g) 和电压平台高 (3.4 V 相对于Li/Li+),并具有价格低廉、环保、热稳定性好、安全性高以及循环性能优越等优点,LiFePO4作为一种潜在的锂离子电池正极材料,受到了科技工作者的广泛关注。但是进一步提高LiFePO4材料电导率、Li+扩散系数和堆积密度成为了LiFePO4正极材料实用化需要重点解决的关键难题。本项目重点选择了等离子体技术对锂离子电池正极材料LiFePO4进行sp2杂化碳纳米材料或导电高分子包覆,改进和解决锂离子电池正极材料LiFePO4所存在的缺陷。在LiFePO4的合成方法选择上,本项目组首先采用金属铁作为反应原料和还原剂与FePO4、Li3PO4反应合成了LiFePO4。然后再采用核壳结构的FePO4/PANI为前驱体与CH3COOLi和蔗糖(碳源)反应合成了核/壳结构LiFePO4/C。在此基础上,采用等离子体增强化学气相沉积原位生长法合成碳纳米管、碳纳米片以及石墨烯并包覆在LiFePO4表面,揭示了影响LiFePO4微观结构、颗粒特征和宏观电化学性能的关键因素;利用等离子体聚合法制备导电高分子包覆的LiFePO4 复合材料,探索了导电高分子的最佳包覆条件;考察了不同等离子体合成条件对材料电化学性能的影响;获得了高性能LiFePO4 复合材料的制备工艺和参数,揭示了LiFePO4 复合材料的结构和性能的关系,并确定了影响LiFePO4 复合材料的结构和电化学性能(尤其是高倍率性能)的关键因素。本项目的研究对进一步降低LiFePO4 正极材料的制备成本,提高锂离子电池的性能具有十分重要的意义。. 我们的研究加深了等离子体技术改性新方法合成的sp2 杂化碳纳米材料或导电高分子聚苯胺对LiFePO4正极材料的锂离子迁移速率,电荷转移电阻,在不同倍率下的充放电容量和效率等宏观电化学性能的影响规律的认识,为研究等离子体技术改性新方法对锂离子电池正极材料性能改善的机理提供了创新成果。已发表论文17篇,包括SCI论文12篇,EI 论文2 篇,中文核心期刊2篇,会议论文1篇;出版英文专著1 章节,申请公开4 项发明专利,其中2 项已经授权,培养硕士生2 名,本科生6名。完成本科毕业论文6 篇,硕士研究论文2 篇。

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

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
4

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
5

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020

蒋仲庆的其他基金

相似国自然基金

1

等离子体技术用于锂离子电池高电压正极材料镍锰酸锂的改性研究

批准号:21603179
批准年份:2016
负责人:王静
学科分类:B0905
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

锂离子电池正极材料LiV3O8的制备及性能研究

批准号:21761035
批准年份:2017
负责人:冯莉莉
学科分类:B0103
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
3

锂离子电池纳米富锂锰基正极材料的制备及改性研究

批准号:51202083
批准年份:2012
负责人:王萌
学科分类:E0207
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高频热等离子体氢强化还原制备纳米硅粉及在锂离子电池负极的应用研究

批准号:21878312
批准年份:2018
负责人:袁方利
学科分类:B0809
资助金额:66.00
项目类别:面上项目