核壳结构碳化钛/过渡金属氧化物纳米线的合成及储锂性能
发布时间：2021-09-06 04:31
新兴电动汽车和国家电网存储领域需要更高能量密度的锂离子电池,寻求性能更为优越的电极材料成为当务之急。过渡金属氧化物因其具有比容量高、来源广等特点,被认为是一类最有希望替代碳材料的负极材料,但实际应用仍存在导电性差,循环过程中易粉化、脱落,导致容量易衰减,倍率性能不理想等问题,一种有效的改性方法是将氧化物与导电性良好的载体材料复合构建成纳米尺度复合材料。TiC具有高化学稳定性、强耐腐蚀性和高电导率等特性,是一种理想的电极载体材料,但目前作为储锂电极材料研究鲜有报导。为此,本文首先通过简单便捷的生物模板法合成TiC纳米线,然后以其为载体制备出核壳结构TiC/NiO,TiC/Co3O4,TiC/MnO纳米线复合材料。表征各材料微观结构的同时,探究其对材料储锂性能的影响。（1）采用水热法合成核壳结构TiC/Ni O纳米线和纯NiO纳米片电极材料。Ti C纳米线的直径100150 nm,长度可达几微米,NiO纳米片直接生长在Ti C表面,构成三维网状结构的壳。制得的TiC/Ni O（NiO含量32%）具有高比容量和循环稳定性,在电流密度200 mA/g下充放电60次容量保持...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：75 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（LIBs）的概述
1.2.1 锂离子电池发展历程及研究现状
1.2.2 锂离子电池分类和基本构成
1.2.3 锂离子电池工作原理及特点
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 层状化合物
1.3.2 尖晶石型化合物
1.3.3 橄榄石型化合物
1.3.4 其他正极材料
1.4 锂离子电池负极材料
1.4.1 碳负极材料
1.4.2 金属及合金类材料
1.4.3 过渡金属氧化物
1.5 过渡金属碳化物材料
1.6 选题依据及主要研究内容
第二章 实验试剂与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的主要制备方法
2.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
2.2.2 核壳结构碳化钛/过渡金属氧化物纳米线的制备
2.3 材料的结构测试及表征
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电子显微镜分析
2.3.3 透射电子显微镜与高分辨透射电子显微镜分析
2.3.4 比表面积测试
2.4 材料电化学性能测试
2.4.1 工作电极片的制备
2.4.2 CR2025型扣式电池的组装
2.4.3 恒流充放电测试
2.4.4 循环伏安测试
2.4.5 电化学阻抗测试
第三章 核壳结构TiC/NiO纳米线的制备及储锂性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
3.2.2 核壳结构TiC/NiO纳米线的制备
3.2.3 NiO的制备
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 TiC纳米线的物相分析和微结构表征
3.3.2 核壳结构TiC/NiO纳米线和纯NiO的物相分析与微结构表征
3.3.3 核壳结构TiC/NiO纳米线和纯NiO的电化学性能
3.4 本章小结
第四章 核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线的制备及储锂性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
4.2.2 核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线和Co_3O_4的制备
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 核壳结构TiC/ Co_3O_4纳米线的物相分析和微结构表征
4.3.2 核壳结构TiC/ Co_3O_4纳米线的电化学性能
4.4 本章小结
第五章 核壳结构TiC/MnO纳米线的制备及储锂性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
5.2.2 核壳结构TiC/MnO纳米线的制备
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 核壳结构TiC/MnO纳米线的物相分析与结构表征
5.3.2 核壳结构TiC/MnO纳米线的电化学性能
5.4 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]当前能源形势及解决能源问题的对策[J]. 张芳. 科技传播. 2013(03)
[2]锂电池发展简史[J]. 黄彦瑜. 物理. 2007(08)
本文编号：3386752
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：75 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（LIBs）的概述
1.2.1 锂离子电池发展历程及研究现状
1.2.2 锂离子电池分类和基本构成
1.2.3 锂离子电池工作原理及特点
1.3 锂离子电池正极材料
1.3.1 层状化合物
1.3.2 尖晶石型化合物
1.3.3 橄榄石型化合物
1.3.4 其他正极材料
1.4 锂离子电池负极材料
1.4.1 碳负极材料
1.4.2 金属及合金类材料
1.4.3 过渡金属氧化物
1.5 过渡金属碳化物材料
1.6 选题依据及主要研究内容
第二章 实验试剂与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的主要制备方法
2.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
2.2.2 核壳结构碳化钛/过渡金属氧化物纳米线的制备
2.3 材料的结构测试及表征
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 扫描电子显微镜分析
2.3.3 透射电子显微镜与高分辨透射电子显微镜分析
2.3.4 比表面积测试
2.4 材料电化学性能测试
2.4.1 工作电极片的制备
2.4.2 CR2025型扣式电池的组装
2.4.3 恒流充放电测试
2.4.4 循环伏安测试
2.4.5 电化学阻抗测试
第三章 核壳结构TiC/NiO纳米线的制备及储锂性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
3.2.2 核壳结构TiC/NiO纳米线的制备
3.2.3 NiO的制备
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 TiC纳米线的物相分析和微结构表征
3.3.2 核壳结构TiC/NiO纳米线和纯NiO的物相分析与微结构表征
3.3.3 核壳结构TiC/NiO纳米线和纯NiO的电化学性能
3.4 本章小结
第四章 核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线的制备及储锂性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
4.2.2 核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线和Co_3O_4的制备
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 核壳结构TiC/ Co_3O_4纳米线的物相分析和微结构表征
4.3.2 核壳结构TiC/ Co_3O_4纳米线的电化学性能
4.4 本章小结
第五章 核壳结构TiC/MnO纳米线的制备及储锂性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 碳化钛纳米线的制备及预处理
5.2.2 核壳结构TiC/MnO纳米线的制备
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 核壳结构TiC/MnO纳米线的物相分析与结构表征
5.3.2 核壳结构TiC/MnO纳米线的电化学性能
5.4 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]当前能源形势及解决能源问题的对策[J]. 张芳. 科技传播. 2013(03)
[2]锂电池发展简史[J]. 黄彦瑜. 物理. 2007(08)
本文编号：3386752
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3386752.html
