碳包覆的MnO/石墨烯作为锂离子电池负极材料的制备及电化学性能的研究
发布时间：2021-01-30 01:18
MnO作为一种锂电负极材料时,具有高理论比容量,适中的放电平台和低极性的特点。然而,限制其应用的问题是其导电性差和充放电过程中体积变化大,容易导致电极结构在长期循环过程中崩溃。而碳材料则具有很多优点,例如:导电性高、比表面积大、具有柔性和大的孔体积等。为了提高MnO导电性并且缓解在充放电过程中MnO大的体积变化,我们将MnO和碳材料有效的复合在一起,制备了一种具有良好电化学性能的碳包覆MnO/rGO纳米复合材料。本文采用高温煅烧的方法来制备MnO基的碳复合材料。通过制备方法和包覆的碳源的不同以及石墨烯的加入来优化MnO基电极材料的电化学性能。碳材料的加入能为电子和离子提供连续的传输通道。同时,本文又详细地探究了碳包覆的MnO/rGO复合材料作为锂电负极材料的电化学性能,尝试从机理上解释碳包覆和石墨烯的加入能显著提高材料电化学性能的原因。在实验分析中,利用XRD、SEM、TEM、循环伏安测试、恒电流充放电和交流阻抗等测试手段对材料从形貌和电化学性能方面进行了表征。当用简单的化学沉淀法制备Mn（OH）2/rGO,并且葡萄糖为碳源时,经过N2保护下...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的锂离子电池构造形式：（a）圆柱形，（b）方形，（c）纽扣式和（d）软包
燕山大学工学硕士学位论文目前，在人们日常生活中常见的锂离子电池种类主要有四种，其中包括纽池、圆柱形电池、方形和软包电池，它们各自的内部结构如图 1-1 描绘所示[明显，纽扣电池内部结构比较简单。而圆柱形电池、方形电池和软包电池内构比较复杂，电池内部的极片和隔膜堆叠卷绕，这几种类型的电池能量密度。.1.4 锂离子电池的工作原理锂离子电池是一种能够进行充电循环使用的电池，人们称这种电池为二次。锂离子电池通过 Li+在正极和负极之间穿透隔膜来回往复的移动来实现电充电和放电。充电时，负极接收锂离子发生还原反应，正极释放锂离子发生反应，放电时则过程相反。下面我们将常见的商业锂离子电池作为例子来对子电池的充电和放电过程进行详细的介绍，图 1-2 所示[16]。
第 2 章 实验方法13图2-1 纽扣电池的装配图2.4 材料的表征2.4.1 X-射线衍射分析X射线衍射分析（X-ray Diffraction Analysis）被广泛的应用在材料结构表征上。X射线衍射分析是用一定波长的X射线照射到材料上。当X射线照射到材料中规则排列的原子或离子上会发生散射，散射的X射线在某些方向上的相位得到加强，从而得到与结晶结构相对应的特有的衍射现象。通过XRD图谱的峰的位置和峰的强度，可以对材料的物相、晶粒尺寸以及结晶度等方面进行分析。在测试过程为 Cu 靶 Kα辐射（λ=0.15406nm），管电流 100mA，管电压 40kV，扫描速度为 5°/min，扫描范围是 10~80°。2.4.2 透射电子显微镜分析透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope）是研究物质内部微观结构的一种重要手段。透射电镜的放大倍数一般在106数量级上。使用透射电镜观察的样品制备样品时
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池研究进展以及重庆市的发展现状和前景[J]. 薛雯娟,曾斌,王联,刘文君,蒋显全,杨洪,朱朝宽,刘洋,彭沫锜. 重庆工商大学学报(自然科学版). 2013(11)
[2]锂离子电池电极材料的研究进展[J]. 付文莉. 电源技术. 2009(09)
[3]大容量高功率锂离子电池研究进展[J]. 毕道治. 电池工业. 2008(02)
[4]锂离子电池负极材料的研究进展[J]. 王凤飞,王新庆,杨冰,李振华,王淼. 纳米技术与精密工程. 2004(03)
[5]高能锂离子电池的研究进展[J]. 刘建睿,王猛,尹大川,黄卫东. 材料导报. 2001(07)
[6]锂离子电池研究进展[J]. 王占良,雷荣. 河北化工. 2000(01)
博士论文
[1]硅碳复合纳米材料的制备及作为锂离子电池负极材料的应用[D]. 陈逸凡（Evan Chen）.浙江大学 2017
[2]锂离子电池宽温电解液的设计与性能研究[D]. 芦伟.国防科学技术大学 2015
本文编号：3007958
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的锂离子电池构造形式：（a）圆柱形，（b）方形，（c）纽扣式和（d）软包
燕山大学工学硕士学位论文目前，在人们日常生活中常见的锂离子电池种类主要有四种，其中包括纽池、圆柱形电池、方形和软包电池，它们各自的内部结构如图 1-1 描绘所示[明显，纽扣电池内部结构比较简单。而圆柱形电池、方形电池和软包电池内构比较复杂，电池内部的极片和隔膜堆叠卷绕，这几种类型的电池能量密度。.1.4 锂离子电池的工作原理锂离子电池是一种能够进行充电循环使用的电池，人们称这种电池为二次。锂离子电池通过 Li+在正极和负极之间穿透隔膜来回往复的移动来实现电充电和放电。充电时，负极接收锂离子发生还原反应，正极释放锂离子发生反应，放电时则过程相反。下面我们将常见的商业锂离子电池作为例子来对子电池的充电和放电过程进行详细的介绍，图 1-2 所示[16]。
第 2 章 实验方法13图2-1 纽扣电池的装配图2.4 材料的表征2.4.1 X-射线衍射分析X射线衍射分析（X-ray Diffraction Analysis）被广泛的应用在材料结构表征上。X射线衍射分析是用一定波长的X射线照射到材料上。当X射线照射到材料中规则排列的原子或离子上会发生散射，散射的X射线在某些方向上的相位得到加强，从而得到与结晶结构相对应的特有的衍射现象。通过XRD图谱的峰的位置和峰的强度，可以对材料的物相、晶粒尺寸以及结晶度等方面进行分析。在测试过程为 Cu 靶 Kα辐射（λ=0.15406nm），管电流 100mA，管电压 40kV，扫描速度为 5°/min，扫描范围是 10~80°。2.4.2 透射电子显微镜分析透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope）是研究物质内部微观结构的一种重要手段。透射电镜的放大倍数一般在106数量级上。使用透射电镜观察的样品制备样品时
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池研究进展以及重庆市的发展现状和前景[J]. 薛雯娟,曾斌,王联,刘文君,蒋显全,杨洪,朱朝宽,刘洋,彭沫锜. 重庆工商大学学报(自然科学版). 2013(11)
[2]锂离子电池电极材料的研究进展[J]. 付文莉. 电源技术. 2009(09)
[3]大容量高功率锂离子电池研究进展[J]. 毕道治. 电池工业. 2008(02)
[4]锂离子电池负极材料的研究进展[J]. 王凤飞,王新庆,杨冰,李振华,王淼. 纳米技术与精密工程. 2004(03)
[5]高能锂离子电池的研究进展[J]. 刘建睿,王猛,尹大川,黄卫东. 材料导报. 2001(07)
[6]锂离子电池研究进展[J]. 王占良,雷荣. 河北化工. 2000(01)
博士论文
[1]硅碳复合纳米材料的制备及作为锂离子电池负极材料的应用[D]. 陈逸凡（Evan Chen）.浙江大学 2017
[2]锂离子电池宽温电解液的设计与性能研究[D]. 芦伟.国防科学技术大学 2015
本文编号：3007958
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