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烧结温度对静电纺丝制备的LiFePO4形貌的影响开题报告

 2020-05-29 08:05  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

伴随着科学技术的不断进步,能源与环境问题的日趋严重,这就对电池产业提出了更高的要求。锂离子电池因其具有的良好的电池性能和绿色环保特性而备受推崇。当下锂离子电池技术发展的技术关键就是正极材料。自padhi等科研人员首先报道lifepo4可以作为锂离子电池的正极材料以来,lifepo4受到了广泛的社会关注并逐渐成为研究的热点。磷酸铁锂是聚阴离子型结构,做正极材料时充放电过程中材料的结构与体积变化很小,具有理论容量很高(170mah/g)、安全性能和循环性能优异、成本低以及环境友好等优点,能够作为动力型的锂电池的正极材料应用于混合动力汽车(hev)和电动汽车(ev) 等,拥有广阔的发展前景。但是由于其本身电子传导率和锂离子迁移速率比较低,造成高倍率下充放电的性能不太理想,阻碍了大规模烦人商业化应用。有相关的研究结果表明:减少lifepo4颗粒的尺寸、金属离子掺杂和加人导电剂是提高磷酸铁锂导电性能的有效方法[1-4]。

而通过静电纺丝的技术可以制备lifepo4材料。静电纺丝技术指的是使高分子溶液带电后,在静电场中会发生流动变形,经过溶剂后挥发、固化,从而得到纤维状的材料。通过静电纺丝技术能够制备微米级甚至纳米级的纤维,而且静电纺丝方法相对其他制备纳米纤维材料的技术具有简单灵活、易于操作等优点[5]。静电纺丝的装置则比较简单,主要由高压电源、供液装置和收集装置三个部分组成。静电纺丝法在近些年来的发展很快,人们较多采用的是同轴纺丝方法来制备一些管状、豆角状等形貌的材料。

同轴喷射纺丝装置是由直径不同的两个注射器套组合而成。使用时将两种高分子的溶液分别加入内外的两个注射器内,用一个电极产生电场并用注射泵控制流速。通过调节装置内的液体流速和电场强度,来得到同轴的纳米纤维。同轴纺丝的原理为:在高压静电场的作用之下,电荷一般会聚集在表面,内、外层会形成液滴。由于电荷之间的相互排斥作用,液滴在针头处会被拉伸。并且随着电压的不断升高,外层的溶液由于电场力的作用以及外层溶液对其内层溶液的作用力,从而分别了形成了锥状。当电压达到一个临界值时,就会产生一个射流,分别从内外液中射出,从而形成了同轴的射流。这种同轴射流在到达接收装置的过程中,内外层的溶剂又会因为挥发而损失掉一部分,最终就会形成同轴核壳形貌的纳米材料。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究的问题:

静电纺丝技术可以制备lifepo4材料。通过改变制备过程中的烧结温度,来探究lifepo4材料的形貌变化进而分析烧结温度对lifepo4材料形貌的影响。

拟采用的研究途径:

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