钴、铁氧化物/石墨烯—纳米碳管复合材料的制备及储锂性能研究

发布时间：2021-10-21 13:25

　　自从过渡金属氧化物被发现可用于锂离子电池负极材料,其理论比容量高,制备简单、无污染的特点一直成为研究的热点。但其易团聚、电导率低的特点使研究的重点转向与碳材料进行复合来获得颗粒均匀、粒径小的金属纳米颗粒的研究中。本论文探索以石墨烯-纳米碳管三维碳材料作为负载材料,在其表面获得均匀的钴、铁氧化物纳米颗粒,从而提高锂离子电池的循环性能以及倍率性能。主要研究内容如下:（1）以膨胀石墨和四水合醋酸钴为原料,通过水热法制备了钴氧化物/多层石墨烯催化剂,采用化学气相沉积法制备了石墨烯-纳米碳管三维碳材料,并对其微观结构进行了表征。（2）以石墨烯-纳米碳管三维碳材料和四水合醋酸钴为原料,通过水热法制备了钴氧化物/石墨烯-纳米碳管复合材料。研究了钴离子的掺杂量对产物的形貌以及储锂性能的影响。对复合材料进行了微结构表征以及电化学性能测试。研究结果表明,随着钴离子掺杂量的增加,形成了片状钴氧化物覆盖在三维碳材料表面,增大了电极材料与电解液的接触面积,提高了锂离子电池的储锂性能。在电流密度为100mAg-1下循环充放电40次,可逆比容量达到677mAhg-1。（3）通过水热法制备了铁氧化物/石墨烯-纳米碳管... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电池的发展历史[1]

[3]。图 1-1 是锂离子电池充电时的工作原理示意图。锂离子电池在充电的时候，在正极发生氧化反应产生锂离子，锂离子在电解液中通过隔膜到达负极，负极材料因为本身存在多孔性，锂离子就嵌入在负极材料上。嵌入在负极材料上的锂离子量越多，电池的充电比容量就越高。图 1-1 锂离子电池充电时工作原理示意图图 1-2 是锂离子电池放电时的工作原理示意图。在锂离子电池放电时在负极材料发生还原反应，锂离子脱出进入电解液再经过隔膜，最终回到正极材料。回

图 1-2 锂离子电池放电时工作原理示意图石墨电池为例，电池充放电过程中所发生的反应 iCoO LiCoO xLi xe2 1-x2x6-C xLi xe LiC 1x2x62 LiCoO LiCoO LiC 池的正极材料 LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4以及三元2正极材料已经商业化，在市场上得到了使用。，污染环境等问题无法满足新型锂离子电池以及绿材料虽然具有资源丰富，绿色环保，价格低廉等致制备它的条件非常苛刻，在电池充放电过程中，不太适合大规模生产。正极材料 LiMn2O4的资下充放电时，不仅其可逆比容量衰减较快，而且eller 效应的存在使其在使用上具有一定的局域

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3449070