金属氧化物/石墨烯锂离子电池负极材料的制备及其应用研究

发布时间：2021-01-18 19:03

　　近几年整个锂电产业链将进入新的发展阶段,锂电产业的不断发展不仅可以解决能源短缺和环境污染,而且促进人类科技的进步和发展。为了实现这个目标,本文采用了水热法制备复合材料,得到了二元Fe₃O₄-石墨烯和SnO₂-石墨烯复合材料,以及三元SnO₂-Fe₃O₄-石墨烯复合材料。采用XRD、SEM等表征技术分析了复合材料的样貌及其结构特征,并对复合样品制备的电池进行恒流充放电测试,交流阻抗等电化学测试,探究了不同种类（Fe₃O₄、SnO₂、SnO₂-Fe₃O₄）以及不同比例金属氧化物掺杂对负极材料结构和电学性能的影响。首先,对制备的复合材料进行XRD分析表明,金属氧化物（Fe₃O₄、SnO₂、SnO₂-Fe₃O₄

【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锂离子电池工作原理示意图

-24-材料晶体比较规整，无杂质峰的产生说明四氧化三铁/石墨烯复合材料比较纯净，无杂质引入，有利于锂离子在复合晶体间正常的脱嵌，提高复合材料的电学性能。3.4.2SEM分析图3.2Fe3O4的低倍(a)、高倍(b)和Fe3O4-石墨烯复合材料低倍(c)、高倍(d)的SEM图Fig.3.2SEMimagesofFe3O4andFe3O4-graphenecomposite图3.2（a）和（b）为四氧化三铁的SEM图，由图可以看出四氧化三铁产物为比较规整的的晶体颗粒，形状多为多面体形状，以四面体形状居多，颗粒直径大致在1微米左右，晶体颗粒较大，由图可以看出四氧化三铁晶体分布有堆积现象，这一方面说明四氧化三铁晶体容易发生团聚，这样的复合产物不利于锂离子通道的畅通，影响复合产物的电学性能。图（c）和（d）则是四氧化三铁/石墨烯复合产物的SEM图，从图中可以看出四氧化三铁/石墨烯复合材料完全不同于四氧化三铁，没有规整的晶体结构，呈现不规则形状，而且颗粒大小不一致，但这却验证了四氧化三铁和石墨烯的复

-34-制得氧化锡和石墨烯的复合产物，而且石墨烯和氧化锡复合后的产物没有改变氧化锡的晶体类型。将制取的复合物氧化锡和氧化锡/石墨烯的XRD图谱在分析软件上与标准卡片进行对比，发现二者都出现了氧化锡的特征峰，并且波峰位置比较整齐，波峰比较尖锐，这说明采用水热法成功制得了氧化锡/石墨烯复合材料，尖锐的波峰也印证了氧化锡/石墨烯复合材料晶体比较规整，无杂质峰的产生说明氧化锡/石墨烯复合材料比较纯净，无杂质引入，有利于锂离子在复合晶体间正常的脱嵌，提高复合材料的电学性能。4.3.2SEM分析图4.2SnO2的低倍(a)、高倍(b)和SnO2-石墨烯复合材料低倍(c)、高倍(d)的SEM图Fig.4.2SEMimagesofSnO2particlesandSnO2-graphenecomposite图4.2（a）和（b）为氧化锡的SEM图，由图可以看出氧化锡晶体大小不一，形状不规整，没有形成规整的晶体结构，粒径比较大约为10微米。大小不一的

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本文编号：2985482