金属/碳纳米复合结构的制备及在锂离子电池中的应用研究
发布时间：2021-06-18 14:07
碳包覆金属纳米粒子（Carbon encapsulated metal nanoparticles,CEMNPs）是一种新型的金属/碳纳米复合材料,由无定形碳或石墨层包裹金属纳米粒子形成独特的核/壳结构。这种既具有纳米金属性质,又继承了碳材料性质的新型复合材料,拥有独特的电学、光学、磁学等性能,在新能源、生物医学、催化剂等领域表现出巨大的应用前景,其制备、性质及应用研究近年来一直是研究的热点。为了获得性能优异（如单分散、窄粒径分布、高石墨化程度碳壳等）的CEMNPs,人们对常用的制备方法（如电弧放电法、化学气相沉积法、热解法等）进行了改进,并在不断探索新的方法;虽在某些方法上取得了一些突破,但也存在不足之处。在此背景下,本文探究了高能生长、水热反应两条制备CEMNPs的途径,其中等离子体焰流（高能生长）法因设备限制,未能成功制备出CEMNPs,但此种方法较为新颖,为制备其它复合结构材料具有指引作用;而通过雾化还原-水热碳化的方法,以葡萄糖和金属硝酸盐为原料,经过多次调整工艺参数后,最终成功制备出了碳包覆铁纳米粒子（记为Fe@C）、碳包覆钴纳米粒子（记为Co@C）、碳包覆镍纳米粒子（记为...
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳的同素异构体的结构示意图
图 1.2 锂离子电池的充放电原理示意图子电池负极材料研究进展锂离子电池重要组成部分，负极材料在充放电过程中供场所，对锂离子电池的性能起到了决定行作用，因材料锂离子电池性能提升的重要内容之一。锂离子电主要分为两大类：非碳材料和碳材料。碳材料又分为定形炭材料，碳材料包括锡基材料、硅基材料、新型属氮化物材料、金属氧化物材料等[56]。金属锂的替代材料，碳材料是最早商业化的锂离子电的层状结构比较适合 Li+的嵌入和脱出，且导电性较好
图 2.1 等离子体焰流产生示意图过程中，本文提出了一型，其模型图如图 2.2 所发、金属液滴的形成及长发：在等离子体焰流制备速熔化、蒸发金属的作用成金属与碳的混合蒸汽，性气氛中。大：随着高温气体原子与汽温度急剧降低，冷却过成核凝聚成原子簇形成小渐长大，液滴内部的碳原外部聚集形成初始碳壳，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation of Carbon Encapsulated Iron Nanoparticles with Very Thin Shells by DC Arc Discharge[J]. 崔屾,张丽爽,崔兰,张帆,林奎,靳凤民,李玲,Sayyar Ali Shah. Transactions of Tianjin University. 2015(01)
[2]高能量密度锂离子电池应用研究[J]. 王培培,魏思伟,高学友,汪国红. 新材料产业. 2012(09)
[3]锂离子电池碳负极材料研究进展[J]. 孙学亮,秦秀娟,卜立敏,吴伟. 有色金属. 2011(02)
[4]纳米材料及其技术的应用前景[J]. 张中太,林元华,唐子龙,张俊英. 材料工程. 2000(03)
博士论文
[1]碳包覆金属纳米粒子制备与应用基础研究[D]. 薛俊.机械科学研究总院 2012
[2]碳包覆铁纳米晶低维材料的合成、结构及性能研究[D]. 霍俊平.北京化工大学 2007
硕士论文
[1]石墨结构层包覆金属纳米粒子复合材料研究[D]. 张小莉.武汉工程大学 2016
[2]锂离子二次电池负极材料的制备与性能研究[D]. 刘盼星.南京大学 2015
[3]核壳结构金属纳米颗粒的电弧等离子体制备与性能研究[D]. 吴永富.兰州理工大学 2014
[4]核壳结构纳米颗粒的制备与表征及其性能研究[D]. 刘贵高.天津大学 2012
[5]碳包覆纳米Fe中空颗粒的制备及结构研究[D]. 郭晓丰.北京化工大学 2011
[6]碳包覆钴纳米粒子的制备及其应用基础研究[D]. 陈树存.武汉工程大学 2010
[7]碳包覆铜镍合金纳米粒子的制备及其应用基础研究[D]. 唐浩奎.武汉工程大学 2010
[8]碳包覆铁纳米颗粒材料的合成及其结构的研究[D]. 李金昊.北京化工大学 2009
[9]碳、ZnO/碳多孔微球制备及其在锂离子电池负极上的应用研究[D]. 曹阳.华中师范大学 2009
本文编号：3236798
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳的同素异构体的结构示意图
图 1.2 锂离子电池的充放电原理示意图子电池负极材料研究进展锂离子电池重要组成部分，负极材料在充放电过程中供场所，对锂离子电池的性能起到了决定行作用，因材料锂离子电池性能提升的重要内容之一。锂离子电主要分为两大类：非碳材料和碳材料。碳材料又分为定形炭材料，碳材料包括锡基材料、硅基材料、新型属氮化物材料、金属氧化物材料等[56]。金属锂的替代材料，碳材料是最早商业化的锂离子电的层状结构比较适合 Li+的嵌入和脱出，且导电性较好
图 2.1 等离子体焰流产生示意图过程中，本文提出了一型，其模型图如图 2.2 所发、金属液滴的形成及长发：在等离子体焰流制备速熔化、蒸发金属的作用成金属与碳的混合蒸汽，性气氛中。大：随着高温气体原子与汽温度急剧降低，冷却过成核凝聚成原子簇形成小渐长大，液滴内部的碳原外部聚集形成初始碳壳，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation of Carbon Encapsulated Iron Nanoparticles with Very Thin Shells by DC Arc Discharge[J]. 崔屾,张丽爽,崔兰,张帆,林奎,靳凤民,李玲,Sayyar Ali Shah. Transactions of Tianjin University. 2015(01)
[2]高能量密度锂离子电池应用研究[J]. 王培培,魏思伟,高学友,汪国红. 新材料产业. 2012(09)
[3]锂离子电池碳负极材料研究进展[J]. 孙学亮,秦秀娟,卜立敏,吴伟. 有色金属. 2011(02)
[4]纳米材料及其技术的应用前景[J]. 张中太,林元华,唐子龙,张俊英. 材料工程. 2000(03)
博士论文
[1]碳包覆金属纳米粒子制备与应用基础研究[D]. 薛俊.机械科学研究总院 2012
[2]碳包覆铁纳米晶低维材料的合成、结构及性能研究[D]. 霍俊平.北京化工大学 2007
硕士论文
[1]石墨结构层包覆金属纳米粒子复合材料研究[D]. 张小莉.武汉工程大学 2016
[2]锂离子二次电池负极材料的制备与性能研究[D]. 刘盼星.南京大学 2015
[3]核壳结构金属纳米颗粒的电弧等离子体制备与性能研究[D]. 吴永富.兰州理工大学 2014
[4]核壳结构纳米颗粒的制备与表征及其性能研究[D]. 刘贵高.天津大学 2012
[5]碳包覆纳米Fe中空颗粒的制备及结构研究[D]. 郭晓丰.北京化工大学 2011
[6]碳包覆钴纳米粒子的制备及其应用基础研究[D]. 陈树存.武汉工程大学 2010
[7]碳包覆铜镍合金纳米粒子的制备及其应用基础研究[D]. 唐浩奎.武汉工程大学 2010
[8]碳包覆铁纳米颗粒材料的合成及其结构的研究[D]. 李金昊.北京化工大学 2009
[9]碳、ZnO/碳多孔微球制备及其在锂离子电池负极上的应用研究[D]. 曹阳.华中师范大学 2009
本文编号：3236798
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