石墨烯/金属化合物复合纳米材料的制备及其在钠离子电池中的应用

发布时间：2021-04-22 21:03

　　当今经济快速发展,有限的自然资源已无法满足人类日益增长的需求,这使得众多科研工作者将目光投向先进且清洁的能源和储能技术的开发。锂离子电池作为最主要和应用最广泛的可充电电池,具有能量密度高、毒性低和使用寿命长等优点。然而,锂离子电池仍然存在着很多局限性,如安全性和价格等问题,严重阻碍了其扩大商用领域。随着全球对现有锂的需求量极速增加,锂源价格近年来成倍增长却仍供不应求。纵使诸多城市启动了锂电池回收计划,也不能避免锂资源的逐步枯竭。此外,中型锂离子电池汽车投放使用规模的不断扩大也进一步抬高了锂化合物的价格,导致锂基储能设备的价格愈加昂贵。可预见的锂源短缺促使研究人员寻找新的替代电池,其中最富前景且已得到初步研究论证的就是钠离子电池。钠在地球上的储量十分丰富,因此价格也相对锂更为低廉。同为第一主族碱金属,钠和锂化学性质非常相近。由于矿物钠在地壳中的储存丰富和开采成本较低,钠离子电池对于研究人员有着非常强大的吸引力。此外,钠离子电池本身具有非水性电解液能够很好地保证其稳定性。电极材料在钠离子电池中扮演着举足轻重的角色,开发高容量、高稳定性的电极材料对制备高性能的钠离子电池至关重要。而具有很强的... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钠离子电池简介
        1.2.1 钠离子电池电极材料
        1.2.2 钠离子电池负极材料的研究
        1.2.3 钠离子电池正极材料的研究
    1.3 石墨烯复合纳米材料
        1.3.1 石墨烯的发展及性质
        1.3.2 石墨烯的制备方法及氧化石墨烯的表面改性
        1.3.3 石墨烯的纳米复合材料在钠离子电池中的应用
    1.4 本文的立题依据和主要研究内容
        1.4.1 本文立题依据
        1.4.2 本文的主要研究内容
第2章 实验试剂、仪器以及测试表征
    2.1 主要实验试剂和材料
    2.2 主要检测仪器
    2.3 材料性能表征仪器简介
        2.3.1 X射线衍射仪
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 场发射扫描电子显微镜
        2.3.4 透射电子显微镜
        2.3.5 X射线光电子能谱仪
    2.4 材料的电化学性能测试仪器和方法
        2.4.1 电化学工作站
        2.4.2 电池测试仪
        2.4.3 循环伏安法
        2.4.4 交流阻抗分析测试
        2.4.5 充放电循环性能测试
    2.5 材料合成和电池的组装
        2.5.1 水热合成法
        2.5.2 氧化石墨烯的制备
        2.5.3 电极的制备
        2.5.4 钠离子半电池的制备
第3章 石墨烯/钒氧化物复合多层材料在钠离子电池中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
x）的制备">        3.2.1 石墨烯/钒氧化物多层复合材料（GNS/VO_x）的制备
        3.2.2 材料表征以及电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料表征结果讨论
x多层结构复合材料的电化学性能测试">        3.3.2 GNS/VO_x多层结构复合材料的电化学性能测试
    3.4 本章小结
第4章 石墨烯/硫化铟复合纳米材料在钠离子电池中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
2S₃-RGO等复合纳米材料前驱体">        4.2.1 水热法合成In₂S₃-RGO等复合纳米材料前驱体
2S₃-RGO） 的制备">        4.2.2 3D硫化铟纳米球-石墨烯复合材料 （In₂S₃-RGO） 的制备
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 材料表征分析
2S₃-RGO复合纳米材料电化学性能分析">        4.3.2 In₂S₃-RGO复合纳米材料电化学性能分析
2S₃-RGO, In₂S₃-CNT, In₂S₃-3D G的性能对比">        4.3.3 In₂S₃-RGO, In₂S₃-CNT, In₂S₃-3D G的性能对比
    4.4 本章小结
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯复合材料的研究进展[J]. 匡达,胡文彬.  无机材料学报. 2013(03)



本文编号：3154465