三维石墨烯基氧化锡多元复合材料的锂电性能研究
[Abstract]:Porous materials made of graphene have many advantages over other porous carbon materials. Firstly, the porous structure composed of graphene has strong mechanical strength, which helps to strengthen the porous structure and alleviate the tensile and compressive properties of the porous structure. Then, the excellent thermal stability and chemical stability of graphene enhance the impact of porous materials under harsh environment. Furthermore, the channel of porous materials can accelerate the electrolyte infiltration, and the excellent conductivity of graphene porous framework is more conducive to the transfer of charge. Graphene contains derivatives of oxygen-containing functional groups such as graphene oxide and reduced graphene oxide, which can be used as active substrates to support a variety of organic and inorganic materials, which is conducive to the construction of a variety of graphene-based porous structures. These excellent porous graphene materials are used in high performance electrochemical storage and conversion equipment such as lithium ion batteries, supercapacitors and fuel cells. Tin dioxide is considered to be an excellent anode material for lithium-ion batteries with high theoretical capacity, rich content in nature, simple preparation and environmentally sound. However, due to its poor conductivity, the large-scale application of tin dioxide is directly affected by the high volume expansion effect. In this paper, tin oxide nanoparticles were fabricated on graphene surface by in-situ growth method, and then three-dimensional porous structure was constructed by hydrothermal method to improve the lithium electrical properties of tin oxide. The specific plans are as follows: (1) the tin dioxide nanoparticles were in situ grown on the surface of graphene oxide by a simple method, and then three-dimensional porous framework was formed by hydrothermal self-assembly. Three-dimensional porous graphene framework loaded tin dioxide nanoparticles composite materials were formed. The results show that the three-dimensional porous structure is better than the two-dimensional graphene-loaded tin dioxide material in lithium-ion battery negative electrode. 3-D porous structure is better than the two-dimensional graphene-loaded tin dioxide material in lithium-ion battery. As a result of the cushioning effect of the three-dimensional graphene skeleton, and the structure of the multi-channel, The stability of three-dimensional graphene composites used as lithium-ion batteries has been significantly increased. (2) it was found that SnO2/GAs was used as anode materials for lithium-ion batteries after high-current charge-discharge cycle test, and that the three-dimensional graphene composites were used as cathode materials for lithium-ion batteries. In order to further improve the lithium electrical properties of tin dioxide materials, the nano-particles of titanium dioxide and tin dioxide were co-grown on the three-dimensional framework of graphene by hydrothermal self-loading method. The coexistence of macroporous and mesoporous multi-stage pore structure can effectively buffer the volume expansion of Sn _ 2O _ 2 in the process of lithium storage. At the same time, the heterojunction structure formed between tin dioxide and titanium dioxide can improve the efficiency of lithium storage and the capacity of tin dioxide materials.
【学位授予单位】:上海应用技术学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB332
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,本文编号:2462365
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