Luận văn Thạc sĩ Hóa vô cơ: Tổng hợp vật liệu α-MnO2 ứng dụng làm điện cực anode cho pin Lithium-ion

Giới thiệu

Tên đề tài:

Tổng hợp vật liệu α-MnO₂ ứng dụng làm điện cực anode cho pin Lithium-ion

Ngành:

Hóa vô cơ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung vào việc tổng hợp vật liệu α-MnO₂ dưới dạng thanh (nanorod) bằng phương pháp hóa học. Mục tiêu chính là tạo ra vật liệu có khả năng ứng dụng làm điện cực anode cho pin Lithium-ion, với các tiêu chí về dung lượng cao, hiệu suất tốt, an toàn và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu xem xét các phương pháp tổng hợp MnO₂, cấu trúc tinh thể và các tính chất điện hóa của vật liệu sau khi tổng hợp, cũng như so sánh hiệu quả của nó với các vật liệu anode khác.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU MnO₂
• 1.1.1. Cấu trúc tinh thể MnO₂
• 1.1.2. Các phương pháp tổng hợp MnO₂
• 1.1.2.1. Phương pháp thủy nhiệt
• 1.1.2.2. Phương pháp Sol-gel
• 1.1.2.3. Phương pháp điện phân
• 1.1.2.4. Phương pháp đốt cháy gel
• 1.1.2.5. Phương pháp hóa học
• 1.1.3. Ứng dụng của MnO₂
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ PIN LI-ION
• 1.2.1. Cấu tạo và hoạt động của pin Li – ion
• 1.2.1.1. Cấu tạo của pin
• 1.2.1.2. Nguyên tắc hoạt động của pin
• 1.2.1.3 Lớp màng điện li dạng rắn (SEI)
• 1.2.1.4. Các vật liệu dùng làm anode cho pin Li-ion
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng MnO₂ làm điện cực cho pin Li-ion
• 1.2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
• CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ
• 2.2.1. Hóa chất
• 2.2.2. Thiết bị
• 2.2.3. Dụng cụ
• 2.3. THỰC NGHIỆM
• 2.3.1. Tổng hợp vật liệu α-MnO₂ bằng phương pháp hóa học
• 2.3.2. Phương pháp chế tạo pin lithium-ion có anode là MnO₂
• 2.3.3. Các phương pháp xác định đặc trưng của vật liệu
• 2.3.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.3.3.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử SEM
• 2.3.3.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua TEM
• 2.3.3.4. Phương pháp đo diện tích bề mặt BET
• 2.3.3.5. Phương pháp FT-IR
• 2.3.4. Các phương pháp xác định thuộc tính điện hóa của vật liệu
• 2.3.4.1. Phương pháp đo phổ trở kháng điện hóa EIS
• 2.3.4.2. Phương pháp quét thế vòng tuần hoàn CV
• 2.3.4.3. Phương pháp đo dung lượng phóng/sạc liên tục ở chế độ dòng không đổi
• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU MnO₂
• 3.1.1. Thành phần hóa học của vật liệu
• 3.1.2. Hình thái của vật liệu
• 3.1.3. Cấu trúc của vật liệu
• 3.1.4. Đặc trưng liên kết trong vật liệu
• 3.1.5. Thuộc tính diện tích bề mặt và kích thước lỗ xốp của vật liệu
• 3.2. ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA CỦA VẬT LIỆU
• 3.2.1. Màng Polipropilen (PP)
• 3.2.1.1. Đường cong phóng/sạc
• 3.2.1.2. Đường cong CV
• 3.2.1.3. Phổ tổng trở
• 3.2.1.4. Tính toán hệ số khuếch tán của Li⁺ ion
• 3.2.2. Màng Whatman (Wh)
• 3.2.2.1. Đường cong phóng/sạc
• 3.2.2.2. Đường cong CV
• 3.2.2.3. Phổ tổng trở
• 3.2.2.4. Tính toán hệ số khuếch tán của Li+ ion
• 3.2.3. Dung lượng và hiệu suất Coulomb
• 3.3. SO SÁNH DUNG LƯỢNG CỦA VẬT LIỆU α-MnO₂ VỚI CÁC VẬT LIỆU KHÁC
• CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 1. Kết luận
• 2. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC