锂离子电池过渡金属氧化物/石墨烯复合负极的制备及其性能研究
发布时间：2021-04-16 08:19
为了满足由于经济急剧膨胀发展而引起的能源需求,许多研究者尝试设计出高效,低成本,且环保的能源体系。目前,作为锂离子电池（LIBs）商用的石墨负极材料只有相当低的理论容量（372 m Ah g-1）,这对于应用在高比容量和高功率密度的能量储存设备是明显不足的。近些年来,过渡金属氧化物（Mx Oy,M=Co,Ni,Cu or Fe）拥有较高的可逆容量（1000 m Ah g-1）,已经被认为是最具潜力的锂离子电池负极材料候选之一。然而,由于自身较低的电/离子传导性,较大的体积膨胀和颗粒易团聚等固有缺陷,所有过渡金属氧化物在深度充放电的过程中表现出较差的初始库仑效率和较短的循环寿命,这导致不令人满意的结果。为了克服这些缺点,通常有两种策略来解决这些问题。一种方法是合成异质结构,实验证实异质结构材料具有较长的循环寿命和较大的锂存储能力,引起了研究者很大的兴趣;另一种方法是构造0维（1D）,1D,2D和3D结构的纳米过渡金属氧化物/碳复合材料,以增强电导率和结构稳定性。由于独特的2D结构的石墨烯在各种导电添加剂中具有优异的电学,机械和热力学性能。因此,直接在还原氧化石墨烯（...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池工作原理
1.3 锂离子电池负极材料的条件与研究现状
1.3.1 嵌入/脱出型材料主要以碳材料为代表
1.3.2 合金化/去合金化材料主要以硅、锡基材料为代表
1.3.3 氧化/还原型材料以 3d过渡金属氧化物为代表
1.4 二元过渡金属氧化物异质结构的材料（HTMO）研究现状
1.5 石墨烯基负极材料研究现状
1.5.1 石墨烯材料简介
1.5.2 还原氧化石墨烯（RGO）的储锂性能
1.5.3 石墨烯与金属氧化物复合材料研究现状
1.6 本论文的研究意义及研究内容
第二章 实验材料和仪器测试
2.1 实验原料
2.2 实验仪器
2.3 材料表征方法
2.3.1 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）
2.3.2 透射电子显微镜（TEM）
2.3.3 X-射线衍射仪（XRD）
2.3.4 X-射线光电子能谱仪
2.3.5 拉曼光谱
2.4 电化学测试方法
2.4.1 电极的制备
2.4.2 扣式电池组装
2.4.3 电化学测试方法
第三章 三元Cu2O-Cu O-RGO复合负极材料的制备及性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 三元Cu2O-CuO-RGO复合负极材料的合成方法
3.3 氧化石墨烯的物理结构表征
3.3.1 X射线衍射谱图分析（XRD）
3.3.2 拉曼谱图分析
3.3.3 场发射扫描电子显微镜分析 （SEM）
3.4 三元Cu2O-CuO-RGO复合负极材料物理结构表征
3.4.1 不同材料间的X射线衍射谱图分析（XRD）
3.4.2 不同材料间的拉曼谱图分析
3.4.3 材料的X射线能谱分析 （XPS）
3.4.4 场发射扫描电子显微镜分析 （SEM）
3.4.5 透射电子显微镜分析（TEM）
3.4.6 不同材料间的比表面分析（BET）
3.5 三元Cu2O-CuO-RGO复合负极材料电化学性能表征
3.5.1 不同材料间的充放电曲线
3.5.2 不同材料间的循环性能测试
3.5.3 不同材料循环后的SEM图分析
3.5.4 不同材料间的倍率性能测试
3.5.5 不同材料间的循环伏安曲线（CV）
3.5.6 不同材料间的阻抗测试（EIS）
3.6 不同的烧结温度对材料循环性能的影响
3.7 本章小结
3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究">第四章 三元CoO-Co3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验步骤
3O4-RGO复合负极材料物理结构表征"> 4.3 三元CoO-Co3O4-RGO复合负极材料物理结构表征
4.3.1 不同材料间的X射线衍射谱图分析（XRD）
4.3.2 材料的X射线能谱分析 （XPS）
4.3.3 不同材料间的拉曼谱图分析
4.3.4 场发射扫描电子显微镜分析 （SEM）
4.3.5 透射电子显微镜分析（TEM）
4.3.6 不同材料间的比表面分析（BET）
3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征"> 4.4 三元CoO-Co3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征
4.4.1 不同材料间的充放电曲线
4.4.2 不同材料间的循环性能测试
4.4.3 不同材料循环后的SEM图分析
4.4.4 不同材料间的倍率性能测试
4.4.5 不同材料间的循环伏安曲线（CV）
4.4.6 不同材料间的电化学阻抗分析（EIS）
4.5 不同氧化石墨烯的添加量对复合物电化学性能的影响
4.6 不同的烧结温度对复合材料电化学性能的影响
4.7 本章小结
3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究">第五章 三元CuO-Co3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
3O4-RGO复合负极材料物理结构表征"> 5.3 三元CuO-Co3O4-RGO复合负极材料物理结构表征
5.3.1 不同材料间的X射线分析（XRD）
5.3.2 材料的X射线能谱分析（XPS）
5.3.3 不同材料间的拉曼谱图分析
5.3.4 场发射扫描电子显微镜分析（SEM）
5.3.5 透射电子显微镜分析（TEM）
5.3.6 不同材料间的比表面分析（BET）
3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征"> 5.4 三元CuO-Co3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征
5.4.1 充放电曲线
5.4.2 不同材料间的循环性能测试
5.4.3 不同材料循环后的SEM图分析
5.4.4 不同材料间的倍率性能测试
5.4.5 不同原料比（Co：Cu）对电化学性能的影响
5.4.6 材料的循环伏安曲线
5.4.7 不同材料的电化学阻抗分析
5.5 不同元素的异质结构的性能分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
在攻读硕士学位期间的科研成果情况
本文编号：3141076
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 锂离子电池工作原理
1.3 锂离子电池负极材料的条件与研究现状
1.3.1 嵌入/脱出型材料主要以碳材料为代表
1.3.2 合金化/去合金化材料主要以硅、锡基材料为代表
1.3.3 氧化/还原型材料以 3d过渡金属氧化物为代表
1.4 二元过渡金属氧化物异质结构的材料（HTMO）研究现状
1.5 石墨烯基负极材料研究现状
1.5.1 石墨烯材料简介
1.5.2 还原氧化石墨烯（RGO）的储锂性能
1.5.3 石墨烯与金属氧化物复合材料研究现状
1.6 本论文的研究意义及研究内容
第二章 实验材料和仪器测试
2.1 实验原料
2.2 实验仪器
2.3 材料表征方法
2.3.1 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）
2.3.2 透射电子显微镜（TEM）
2.3.3 X-射线衍射仪（XRD）
2.3.4 X-射线光电子能谱仪
2.3.5 拉曼光谱
2.4 电化学测试方法
2.4.1 电极的制备
2.4.2 扣式电池组装
2.4.3 电化学测试方法
第三章 三元Cu2O-Cu O-RGO复合负极材料的制备及性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 三元Cu2O-CuO-RGO复合负极材料的合成方法
3.3 氧化石墨烯的物理结构表征
3.3.1 X射线衍射谱图分析（XRD）
3.3.2 拉曼谱图分析
3.3.3 场发射扫描电子显微镜分析 （SEM）
3.4 三元Cu2O-CuO-RGO复合负极材料物理结构表征
3.4.1 不同材料间的X射线衍射谱图分析（XRD）
3.4.2 不同材料间的拉曼谱图分析
3.4.3 材料的X射线能谱分析 （XPS）
3.4.4 场发射扫描电子显微镜分析 （SEM）
3.4.5 透射电子显微镜分析（TEM）
3.4.6 不同材料间的比表面分析（BET）
3.5 三元Cu2O-CuO-RGO复合负极材料电化学性能表征
3.5.1 不同材料间的充放电曲线
3.5.2 不同材料间的循环性能测试
3.5.3 不同材料循环后的SEM图分析
3.5.4 不同材料间的倍率性能测试
3.5.5 不同材料间的循环伏安曲线（CV）
3.5.6 不同材料间的阻抗测试（EIS）
3.6 不同的烧结温度对材料循环性能的影响
3.7 本章小结
3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究">第四章 三元CoO-Co3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验步骤
3O4-RGO复合负极材料物理结构表征"> 4.3 三元CoO-Co3O4-RGO复合负极材料物理结构表征
4.3.1 不同材料间的X射线衍射谱图分析（XRD）
4.3.2 材料的X射线能谱分析 （XPS）
4.3.3 不同材料间的拉曼谱图分析
4.3.4 场发射扫描电子显微镜分析 （SEM）
4.3.5 透射电子显微镜分析（TEM）
4.3.6 不同材料间的比表面分析（BET）
3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征"> 4.4 三元CoO-Co3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征
4.4.1 不同材料间的充放电曲线
4.4.2 不同材料间的循环性能测试
4.4.3 不同材料循环后的SEM图分析
4.4.4 不同材料间的倍率性能测试
4.4.5 不同材料间的循环伏安曲线（CV）
4.4.6 不同材料间的电化学阻抗分析（EIS）
4.5 不同氧化石墨烯的添加量对复合物电化学性能的影响
4.6 不同的烧结温度对复合材料电化学性能的影响
4.7 本章小结
3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究">第五章 三元CuO-Co3O4-RGO复合负极材料的制备及性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
3O4-RGO复合负极材料物理结构表征"> 5.3 三元CuO-Co3O4-RGO复合负极材料物理结构表征
5.3.1 不同材料间的X射线分析（XRD）
5.3.2 材料的X射线能谱分析（XPS）
5.3.3 不同材料间的拉曼谱图分析
5.3.4 场发射扫描电子显微镜分析（SEM）
5.3.5 透射电子显微镜分析（TEM）
5.3.6 不同材料间的比表面分析（BET）
3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征"> 5.4 三元CuO-Co3O4-RGO复合负极材料电化学性能表征
5.4.1 充放电曲线
5.4.2 不同材料间的循环性能测试
5.4.3 不同材料循环后的SEM图分析
5.4.4 不同材料间的倍率性能测试
5.4.5 不同原料比（Co：Cu）对电化学性能的影响
5.4.6 材料的循环伏安曲线
5.4.7 不同材料的电化学阻抗分析
5.5 不同元素的异质结构的性能分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
在攻读硕士学位期间的科研成果情况
本文编号：3141076
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3141076.html
