基于金属有机框架制备的金属氧化物/碳的复合材料在锂离子电池负极的应用
发布时间：2021-05-05 22:14
锂离子二次电池作为一种新型清洁可再生能源,吸引了越来越多的科学研究人员的兴趣和社会大众日益增加的关注。随着科学技术的不断发展,对锂离子电池性能的要求也就越来越高,而目前锂离子电池的容量和性能已经达到瓶颈。原因在于当前的商业化锂电池的负极材料石墨的理论容量只有372 mAh/g,这极大地限制了锂离子电池向前发展。提升锂离子电池负极材料的性能是改进锂离子电池性能的一个有效途径。因此研究者们开始致力于研究新型高容量复合材料用于替代石墨负极材料,例如:金属氧化物和碳的复合材料。这种复合材料充分地利用了金属氧化物和碳材料的优势,不仅可以大大地提升整个材料的导电性,还有助于提升材料的理论容量。因此,金属氧化物和碳的复合材料是一种理想的锂电池负极材料。本论文主要围绕基于金属有机框架（MOFs）制备金属氧化物及碳的复合材料及其应用于锂离子电池负极材料,具体研究内容包括以下四个工作:1.以锌-铁-沸石咪唑框架（Zn-Fe-ZIFs）作为牺牲模板和前驱体合成制备了碳纳米管包裹的多孔碳/金属氧化物（ZnFe2O4/C@NCNT）的复合材料,其尺寸均匀,形貌新颖。利...
【文章来源】：江西师范大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电池的发展简介
1.1.1 锂离子电池的发展过程
1.1.2 锂离子电池的原理
1.1.3 锂离子电池的结构组成
1.2 锂离子电池的正极材料
1.3 锂离子电池的负极材料
1.3.1 负极材料的选择要求
1.3.2 负极材料的种类
1.4 金属有机框架(MOFs)的发展简介
1.4.1 常见的金属有机框架(MOFs)材料
1.4.2 金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池中的应用
1.5 本课题的选题意义
第二章 实验仪器与设备
2.1 实验仪器
2.2 试验药品
2.3 电极制备及电池的装配
2.3.1 电极的制备过程
2.3.2 电池的组装
2.4 材料物理化学性质的表征所用仪器
2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.2 透射电子显微镜(TEM)
2.4.3 X射线粉末衍射(XRD)
2.4.4 氮气吸附脱附
2.4.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.4.6 差热一热重分析(DSC一TGA)
2.4.7 恒流充放电测试
2.4.8 循环伏安测试
2.4.9 交流阻抗测试(EIS)
第三章 基于Zn-Fe-ZIF制备的ZnFe_2O_4/C@NCNT复合材料在锂离子电池负极材料的应用
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 制备Zn Fe_2O_4/C@NCNT复合材料所用试剂
3.2.2 制备Zn Fe_2O_4/C@NCNT复合材料的实验步骤
3.3 结果与讨论
3.4 本章小结
第四章 基于空心MOF制备的ZnO/C复合材料在锂离子电池负极的应用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 制备空心ZnO/C所用试剂
4.2.2 制备空心ZnO/C的实验步骤
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第五章 基于Fe-MOF制备的Fe_3O_4/C复合材料在锂离子电池负极中的应用
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 制备Fe_3O_4/C纳米复合材料所用的试剂
5.2.2 制备Fe_3O_4/C纳米复合材料的实验步骤
5.3 结果与讨论
5.4 本章小结
第六章 基于Zn-ZIF制备的核壳ZnO@C复合材料在锂离子电池负极中的应用
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 制备核壳ZnO@C复合材料所用的试剂
6.2.2 制备核壳ZnO@C复合材料的实验步骤
6.3 结果与讨论
6.4 本章小结
总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定. 航空学报. 2014(10)
[2]锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 李恒,张丽鹏,于先进. 硅酸盐通报. 2012(06)
[3]锂离子电池若干正极材料体系的研究进展[J]. 杨勇,龚正良,吴晓彪,郑建明,吕东平. 科学通报. 2012(27)
[4]锂离子电池安全性能研究[J]. 吴凯,张耀,曾毓群,杨军. 化学进展. 2011(Z1)
[5]锂离子电池的安全性技术[J]. 夏兰,李素丽,艾新平,杨汉西. 化学进展. 2011(Z1)
[6]锂离子电池正极材料的结构设计与改性[J]. 王兆翔,陈立泉,黄学杰. 化学进展. 2011(Z1)
[7]锂离子电池正极材料的晶体结构及电化学性能[J]. 于锋,张敬杰,王昌胤,袁静,杨岩峰,宋广智. 化学进展. 2010(01)
博士论文
[1]锂离子电池石墨类碳负极的容量衰减机制研究[D]. 杨丽杰.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3170678
【文章来源】：江西师范大学江西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电池的发展简介
1.1.1 锂离子电池的发展过程
1.1.2 锂离子电池的原理
1.1.3 锂离子电池的结构组成
1.2 锂离子电池的正极材料
1.3 锂离子电池的负极材料
1.3.1 负极材料的选择要求
1.3.2 负极材料的种类
1.4 金属有机框架(MOFs)的发展简介
1.4.1 常见的金属有机框架(MOFs)材料
1.4.2 金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池中的应用
1.5 本课题的选题意义
第二章 实验仪器与设备
2.1 实验仪器
2.2 试验药品
2.3 电极制备及电池的装配
2.3.1 电极的制备过程
2.3.2 电池的组装
2.4 材料物理化学性质的表征所用仪器
2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.2 透射电子显微镜(TEM)
2.4.3 X射线粉末衍射(XRD)
2.4.4 氮气吸附脱附
2.4.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.4.6 差热一热重分析(DSC一TGA)
2.4.7 恒流充放电测试
2.4.8 循环伏安测试
2.4.9 交流阻抗测试(EIS)
第三章 基于Zn-Fe-ZIF制备的ZnFe_2O_4/C@NCNT复合材料在锂离子电池负极材料的应用
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 制备Zn Fe_2O_4/C@NCNT复合材料所用试剂
3.2.2 制备Zn Fe_2O_4/C@NCNT复合材料的实验步骤
3.3 结果与讨论
3.4 本章小结
第四章 基于空心MOF制备的ZnO/C复合材料在锂离子电池负极的应用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 制备空心ZnO/C所用试剂
4.2.2 制备空心ZnO/C的实验步骤
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第五章 基于Fe-MOF制备的Fe_3O_4/C复合材料在锂离子电池负极中的应用
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 制备Fe_3O_4/C纳米复合材料所用的试剂
5.2.2 制备Fe_3O_4/C纳米复合材料的实验步骤
5.3 结果与讨论
5.4 本章小结
第六章 基于Zn-ZIF制备的核壳ZnO@C复合材料在锂离子电池负极中的应用
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 制备核壳ZnO@C复合材料所用的试剂
6.2.2 制备核壳ZnO@C复合材料的实验步骤
6.3 结果与讨论
6.4 本章小结
总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定. 航空学报. 2014(10)
[2]锂离子电池正极材料的研究进展[J]. 李恒,张丽鹏,于先进. 硅酸盐通报. 2012(06)
[3]锂离子电池若干正极材料体系的研究进展[J]. 杨勇,龚正良,吴晓彪,郑建明,吕东平. 科学通报. 2012(27)
[4]锂离子电池安全性能研究[J]. 吴凯,张耀,曾毓群,杨军. 化学进展. 2011(Z1)
[5]锂离子电池的安全性技术[J]. 夏兰,李素丽,艾新平,杨汉西. 化学进展. 2011(Z1)
[6]锂离子电池正极材料的结构设计与改性[J]. 王兆翔,陈立泉,黄学杰. 化学进展. 2011(Z1)
[7]锂离子电池正极材料的晶体结构及电化学性能[J]. 于锋,张敬杰,王昌胤,袁静,杨岩峰,宋广智. 化学进展. 2010(01)
博士论文
[1]锂离子电池石墨类碳负极的容量衰减机制研究[D]. 杨丽杰.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3170678
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