Trang 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ GERMANIUM (GE) NANO LÀM VẬT LIỆU ANODE CHO PIN SẠC LITHIUM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA LÍ THUYẾT VÀ HÓA LÍ Bình Định- Năm 2022 Bình Định - Năm 2022
Nội dung tài liệu
Trang 2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ GERMANIUM (GE) NANO LÀM VẬT LIỆU ANODE CHO PIN SẠC LITHIUM Chuyên ngành: Hóa lí thuyết và Hóa lí Mã số: 8440119 Khóa: 23 (2020 – 2022) Người hướng dẫn: TS. Trần Thị Thu Phương
Trang 3
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từng công bố dưới bất cứ hình thức nào. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Quy nhơn, tháng 08 năm 2022 Tác giả luận văn Lê Thị Thảo
Trang 4
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành việc nghiên cứu bài luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân trong đó còn có sự giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè, qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành của mình đến những người đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này: Lời đầu tiên, em xin bày tỏ sự kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS. Võ Viễn và TS. Trần Thị Thu Phương. Thầy, cô đã định hướng, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt thời gian hoàn thành luận vặn thạc sĩ. Bên cạnh đó, em xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáo và các anh chị học viên cao học trong Khu Thí nghiệm – Thực hành, Khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại học Quy Nhơn đã nhiệt tình chỉ bảo, giúp em thực hiện các phép đo và có nhiều ý kiến đóng góp vào kết quả của luận văn. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do hạn chế về mặt thời gian cũng như kinh nghiệm nghiên cứu nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, đặc biệt hơn là luận văn được thực hiện trong khoảng thời gian COVID 19 diễn biến phức tạp. Em rất mong nhận được sự thông cảm và sự góp ý của quý thầy cô để luận văn được hoàn thiện hơn. Quy Nhơn, tháng 8 năm 2022 Học viên thực hiện Lê Thị Thảo
Trang 5
iii MỤC LỤC MỤC LỤC................................................................................................................ iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................v DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................... vi MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài ...............................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................4 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................4 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................................4 4.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................4 4.2. Phạm vi nghiên cứu....................................................................................4 5. Phương pháp nghiên cứu5t ..............................................................................4 5.1. Phương pháp lý thuyết................................................................................4 5.2. Phương pháp thực nghiệm.........................................................................5 5.3. Phương pháp phân tích và đánh giá..........................................................5 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn..........................................................................5 6.1. Ý nghĩa khoa học.........................................................................................5 6.2. Ý nghĩa thực tiễn.........................................................................................5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT............................................................7 1.1. Lịch sử pin Lithium.....................................................................................7 1.2. Pin Lithium.....................................................................................................8 1.2.1. Giới thiệu pin Lithium .............................................................................8 1.2.2. Cấu tạo pin Lithium...............................................................................11 1.2.3. Vật liệu Cathode.....................................................................................13 1.2.4. Vật liệu Anode........................................................................................15 1.2.5. Dung dịch điện phân..............................................................................17 1.3. Vật liệu Germanium (Ge) và ứng dụng làm điện cực trong pin Lithium ...............................................................................................................................18 1.4. Ứng dụng vật liệu nền Carbon (C) làm điện cực anode cho pin Lithium ...............................................................................................................................22
Trang 6
iv 1.5. Vấn đề của luận văn.....................................................................................25 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM.............................................................................26 2.1. Thiết bị, hóa chất, dụng cụ..........................................................................26 2.1.1. Thiết bị....................................................................................................26 2.1.2. Hóa chất..................................................................................................26 2.1.3. Dụng cụ ..................................................................................................26 2.2. Tổng hợp vật liệu..........................................................................................27 2.2.1. Tổng hợp Ge...........................................................................................27 2.2.2. Tổng hợp vật liệu nền Carbon từ vỏ chuối (BC)..................................27 2.2.3. Tổng hợp composite Ge/C....................................................................27 2.3. Các phương pháp đặc trưng vật liệu..........................................................28 2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray Diffaction)...................................28 2.3.2. Phổ hồng ngoại IR.................................................................................29 2.3.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)..................................32 2.3.5. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) .............................32 2.4. Nghiên cứu tính chất điện hóa của vật liệu................................................34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................................35 3.1. Đặc trưng vật liệu.........................................................................................35 3.1.1. Đặc trưng vật liệu Ge.............................................................................35 3.1.2. Đặc trưng vật liệu C từ vỏ chuối ...........................................................37 3.1.3. Đặc trưng các vật liệu composite Ge/C.................................................40 3.2. Đặc trưng điện hóa.......................................................................................44 3.2.1. Đặc trưng điện hóa vật liệu Ge_3,5.......................................................44 3.2.2. Đặc trưng điện hóa vật liệu composite Ge/C ........................................48 KẾT LUẬN..............................................................................................................54 KIẾN NGHỊ.............................................................................................................55 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................56
Trang 7
v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT IR: Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) LIB: Lithium-ion battery (Pin lithium) SEM: Scanning Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử quét) TEM: Transmission Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua) EDS: Energy Dispersive X - ray Spectroscopy (Phổ tán sắc năng lượng tia X) XRD: X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X)
Trang 8
vi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Số trang 1 Hình 1.1. Hình dạng cấu hình các thành phần của các 12 loại pin lithium khác nhau 2 Hình 1.2. Sơ đồ của pin lithium thông thường [30]. 12 3 Hình 1.3. Cấu trúc tinh thể và dung lượng xả đại diện các cấu trúc của vật liệu đan cài: (a) cấu trúc lớp (LiCoO2), (b) cấu trúc spinel (LiMn2O4), (c) cấu trúc 14 olivin (LiFePO4), (d) cấu trúc tavorit (LiFeSO4F) và (e) dung lượng xả của các vật liệu cathode đan cài [31] 4 Hình 1.4. Hình minh họa ba cơ chế sạc/xả của vật liệu 16 anode [45]. 5 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý phổ EDS 33 6 Hình 3.1. Giãn đồ nhiễu xạ tia X của 2 mẫu Ge (Ge_2,5; 35 Ge_3,5) 7 Hình 3.2. Phổ tán sắc năng lượng tia X của mẫu vật liệu 36 Ge_3,5 8 Hình 3.3. Hình ảnh SEM của Ge_3,5 (a); TEM của 37 Ge_3,5 (b) 9 Hình 3.4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của C 38 10 Hình 3.5. Phổ hồng ngoại mẫu BC-800 39 11 Hình 3.6. Hình ảnh SEM (a) và TEM (b) của mẫu BC- 39 800 12 Hình 3.7. Giản đồ nhiễu xạ tia X của 3 mẫu composite 40 Ge/C-N750; Ge/C-N800; Ge/C-TN180 13 Hình 3.8. Phổ hồng ngoại của các mẫu Ge/C-750; 41 Ge/C-N800; Ge/C-TN180 14 Hình 3.9. Phổ EDS của ba mẫu vật liệu Ge/C-N750 (a); 42 Ge/C-N800 (b); Ge/C-TN180 (c) 15 Hình 3.10. Ảnh SEM của Ge/C-750 (a); Ge/C-N800 (b); Ge/C-TN180 (c); Ảnh TEM của Ge/C-750 (d); 43 Ge/C-N800 (e); Ge/C-TN180 (f) 16 Hình 3.11. Quét thế vòng của mẫu Ge_3,5 44 17 Hình 3.12. Dung lượng sạc/xả của Ge_3,5 46
Hiển thị 8 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!