锗基纳米材料及其锂离子电池负极材料性能研究
发布时间：2021-08-04 19:26
锂离子电池具有绿色、环保和可重复充电等优点,但由于现在电子设备对大容量且轻薄的储电设备的要求,传统的石墨锂离子电池很难满足人们的需求;因此高容量的和导电性好的电极材料受到了研究者的关注。氧化锗（GeO2）由于其比容量高、工作电压低和Li+扩散速度快而成为锂离子电池的有应用前途的负极材料。但是在制备这些负极材料时难度较大,如氧化锗对溶解溶剂有着严格要求,复杂的制备工艺,反应时高的能量消耗,因此制备具有令人满意的循环能力和高容量GeO2的负极材料仍然面临一个巨大的挑战。本文主要是以氧化锗为主的电极材料为对象,通过改变氧化锗的结构和形貌,负载于还原性氧化石墨烯（RGO）形成纳米复合物,通过科达尔效应改变GeO2的空间位置等方法,显著提高了锂离子电池的性能。具体的研究如下:首先,通过水热法和低温退火的方法成功地合成了多孔纳米结构的GeO2。该样品具有高比容量和优异的倍率性能。多孔纳米结构GeO2在0.1 Ag-1电流下经过10次循环后表现出1000m Ahg-1的较高存储容量,并且在1 Ag-1下进行100次循环后,平坦容量曲线仍保持在500m Ahg-1以上。良好的电化学性能归因于GeO2优...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂电池的结构示意图
-1 LixC6总反应: LiCoO2+ C6 Li1-xCoO2+ LixC6图 1.2 锂电池的工作原理图1.2 石墨烯在锂离子电池中的应用石墨是锂电池广泛使用的商业阳极材料，因为它具有较高的库伦效率和较好的循环性能[19-21]。因此，大多数锂离子电池中使用的阳极是以石墨碳为基础的，因为石墨层之间每隔 6 个碳原子就会储存一个锂离子，所以石墨是锂电池的首选的电极材料。由于传统的插层型石墨材料由于sp2六角碳结构内锂离子的存储位置有限，导致锂的存储容量低（<372mAhg-1，LiC6）[22-24]。为应对电子产品对高能量密度电池的需求，2004 年，石墨烯是通过从石墨的强结合层状结构中机械分离单个石墨烯片而获得的，这种机械剥离产生的石墨烯样品几乎没有晶体缺陷，其载流子迁移率高达 2.0*105cm2V-1S-1[25]。图 1.3 石墨烯结构示意图石墨烯是由单层碳原子通过共价键形成的二维碳基材料
图 1.2 锂电池的工作原理图子电池中的应用泛使用的商业阳极材料，因为它具有较高的库伦效率和离子电池中使用的阳极是以石墨碳为基础的，因为石墨锂离子，所以石墨是锂电池的首选的电极材料。由于传构内锂离子的存储位置有限，导致锂的存储容量低（<3品对高能量密度电池的需求，2004 年，石墨烯是通过从个石墨烯片而获得的，这种机械剥离产生的石墨烯样品高达 2.0*105cm2V-1S-1[25]。
本文编号：3322271
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂电池的结构示意图
-1 LixC6总反应: LiCoO2+ C6 Li1-xCoO2+ LixC6图 1.2 锂电池的工作原理图1.2 石墨烯在锂离子电池中的应用石墨是锂电池广泛使用的商业阳极材料，因为它具有较高的库伦效率和较好的循环性能[19-21]。因此，大多数锂离子电池中使用的阳极是以石墨碳为基础的，因为石墨层之间每隔 6 个碳原子就会储存一个锂离子，所以石墨是锂电池的首选的电极材料。由于传统的插层型石墨材料由于sp2六角碳结构内锂离子的存储位置有限，导致锂的存储容量低（<372mAhg-1，LiC6）[22-24]。为应对电子产品对高能量密度电池的需求，2004 年，石墨烯是通过从石墨的强结合层状结构中机械分离单个石墨烯片而获得的，这种机械剥离产生的石墨烯样品几乎没有晶体缺陷，其载流子迁移率高达 2.0*105cm2V-1S-1[25]。图 1.3 石墨烯结构示意图石墨烯是由单层碳原子通过共价键形成的二维碳基材料
图 1.2 锂电池的工作原理图子电池中的应用泛使用的商业阳极材料，因为它具有较高的库伦效率和离子电池中使用的阳极是以石墨碳为基础的，因为石墨锂离子，所以石墨是锂电池的首选的电极材料。由于传构内锂离子的存储位置有限，导致锂的存储容量低（<3品对高能量密度电池的需求，2004 年，石墨烯是通过从个石墨烯片而获得的，这种机械剥离产生的石墨烯样品高达 2.0*105cm2V-1S-1[25]。
本文编号：3322271
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