基于金属有机化合物的负极材料制备及其性能研究

发布时间：2020-03-28 13:49

【摘要】：锂离子电池是一种应用广泛且发展迅速的储能器件,具备高工作电压、高能量密度、良好的安全性能、低自放电率和无记忆效应等特点。而对于锂离子电池而言,其电极材料的优劣是决定电池性能的关键因素之一,其中以石墨烯作为基底制备的复合材料是最近电极材料的研究热点。鉴于酞菁和金属酞菁化合物是一类特殊的金属有机化合物,具有18个π电子的平面共轭芳香体系,故本文采用金属酞菁化合物与石墨烯进行复合,制备得到多孔石墨烯复合材料,具体工作内容和结论为:(1)通过超支化CuPc(由Bph为原料制得)与GO混合后高温烧结制备得到了Cu/石墨烯的多孔复合碳材料。对其进行了完整的形貌特性表征和系统电化学测试,通过相关测试数据可以得出以下的初步结论:在混合比例不变的条件下(m(GO):m(CuPc)=1:1),烧结温度对于Cu/石墨烯的多孔复合碳材料有着较大的影响。数据分析表示800℃为最佳烧结温度,此温度下最终产物的多孔结构排列紧密、数量较多,对应为最好的电化学性能:0.1C下首次放电容量能达920mAh/g,100个循环后能大概保持在400mAh/g左右,循环性能良好、倍率性能优异。(2)通过简易的两步操作制备得到了CuO/石墨烯的多孔复合材料。通过相关表征和电化学测试数据可以得出以下的初步结论:在控制烧结温度不变的前提下,CuPc和GO混合的比例不同对材料有着较大的影响。数据分析表示m(GO):m(CuPc)=1:1为最佳混合比例,此比例下最终产物的多孔结构排列紧密、数量较多,对应为最好的电化学性能:0.1C下首次放电容量能达1056.6mAh/g,36个循环后能大概保持在610mAh/g左右,循环性能良好,容量保持率高。(3)通过与前两章类似的制备方法合成了NiO/石墨烯的多孔复合材料。通过相关表征和电化学测试数据可以得出以下的初步结论:在控制烧结温度不变的前提下,NiPc和GO混合的比例不同对材料有着较大的影响。数据分析表示m(GO):m(NiPc)=1:1为最佳混合比例,此比例下最终产物的多孔结构排列紧密、数量较多,对应为最好的电化学性能:0.1C下首次放电容量能达733mAh/g,100个循环后能大概保持在430mAh/g左右,循环性能良好,容量保持率高。
【图文】：

石墨,结构示意图

电子科技大学硕士学位论文电性（常温下内部电子迁移率＞15归功于碳原子内部具有可以自由移动的理论杨氏模量达 1.0TPa），硬度超过钢备极佳的导热性能[12]（高纯质量的单层还具有优异的透光性、溶解性[13-14]等其他石墨烯对多种（原）分子能发生吸、脱表面积高，同时氧化形成大量的-OH、可以对石墨烯进行掺杂、包覆等操作，、硼元素，掺杂后能表现出更多的优异加成反应等等[15]。

示意图,石墨,表面原子,示意图

时还可以对石墨烯进行掺杂、包覆等操作，目元素、硼元素，掺杂后能表现出更多的优异性发生加成反应等等[15]。图 1-1 石墨烯结构示意图来说，，石墨烯并不是一个绝对的平面分子，其，一旦出现外力作用，碳原子面就会弯曲变形保持结构稳定，故我们通过测试手段观察到的[16]，示意图如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TM912

【相似文献】