纳米Fe 2 O 3 /CNT的水热法制备及储锂性能研究
发布时间：2021-11-26 20:28
随着电动汽车以及微电子产业的发展,高比容量、柔性的锂离子电池成为研究重点。目前锂离子电池中传统石墨负极比容量较低（372 mAhg-1）,因此研发高比容量的负极材料成为高性能锂离子电池开发的焦点之一。过渡金属氧化物SnO2、 TiO2、SiO2具有较高的理论比容量,特别是Fe2O3其理论比容量高达1005 mAhg-,是取代石墨负极的材料之一。但是Fe2O3的电阻率为1000Ω.cm是石墨的一万倍,另外在Li+脱嵌过程中,Fe203体积膨胀,导致电池的寿命以及器件的稳定性下降。虽然Fe2O3负极材料,具有高比容量的特性,但是必须解决其导电性以及充放电过程中体积膨胀的问题。导电型碳纳米管（CNT）的电阻率为0.55Ω.m,应用于锂离子电池的导电浆料中,可以大大降低锂离子电池的内阻,提高输出功率。在导电浆料的应用中,CNT是与电极材料直接混合,意味着CNT与电极材料的直接接触是物理接触。为了进一步提高CNT与电极材料的接触,电极材料也被直接生长在CNT上提高其导电性。另外碳纳米管可以直接制备成纸状薄膜,当做柔性衬底应用在锂离子电池中。本论文主要用水热反应在CNT上直接生长Fe2O3做为锂离...
【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 研究背景
1.1.2 发展历程
1.2 锂离子电池工作原理及组成
1.2.1 工作原理
1.2.2 组成部件
1.3 负极材料
1.4 Fe_2O_3负极材料的研究现状
1.5 柔性锂离子电池
1.5.1 柔性锂离子电池的应用
1.5.2 柔性电极的研究现状
1.6 本论文选题的意义及主要研究内容
第二章 纳米Fe_2O_3/CNT的制备原理及表征方法
2.1 实验材料以及设备
2.1.1 碳纳米纸
2.1.2 实验化学试剂
2.1.3 实验表征设备
2.2 Fe_2O_3/CNT复合材料的制备
2.2.1 水热法制备Fe_2O_3/CNT原理
2.2.2 Fe_2O_3/CNT负极半电池的传统制备
2.2.3 Fe_2O_3/CNT碳纳米纸复合电极的制备
2.3 Fe_2O_3/CNT复合材料的表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.3.5 拉曼光谱(Raman)
2.3.6 吸收谱
2.3.7 颗粒度分析
2.3.8 热失重
2.4 Fe_2O_3/CNT复合电极的电化学表征方法
2.4.1 循环伏安法(CV)
2.4.2 交流阻抗谱(EIS)
2.4.3 恒流充放电测试
2.4.4 倍率性能测试
2.5 本章小结
第三章 纳米Fe_2O_3/CNT的制备及电化学性能表征
3.1 水热法制备Fe_2O_3/CNT
3.2 Fe_2O_3/CNT的表征
3.2.1 形貌表征—SEM,TEM
3.2.2 结构表征——XRD,热失重,FT-IR,Raman,XPS
3.2.3 热失重
3.2.4 光学性能表征——吸收谱
3.3 Fe_2O_3/CNT复合材料的电化学性能表征
3.3.1 循环伏安
3.3.2 恒流充放电
3.3.3 倍率充放电
3.3.4 阻抗谱
3.4 本章小结
第四章 纳米Fe_2O_3/CNT碳纳米纸的制备及表征
4.1 抽滤法制备Fe_2O_3/CNT碳纳米纸复合电极
4.2 复合材料的形貌结构表征
4.3 复合材料的电化学性能表征
4.3.1 恒流充放电
4.3.2 倍率充放电
4.3.3 阻抗谱
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
硕士期间成果及获奖情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汶川地震触发高速远程滑坡–碎屑流堆积反粒序特征及机制分析[J]. 王玉峰,程谦恭,朱圻. 岩石力学与工程学报. 2012(06)
[2]锂离子电池隔膜材料的研究进展[J]. 黄友桥,管道安. 船电技术. 2011(01)
[3]汽车用动力锂离子电池发展现状[J]. 谢先宇,王潘,安浩,傅振兴. 上海汽车. 2010(01)
[4]锂离子电池电解液研究进展[J]. 郭营军,晨晖,谢燕婷. 新材料产业. 2007(08)
[5]水热反应釜中高温高压离子水溶液热力学性质[J]. 王艳,刘畅,柏扬,陈恒芳,吉远辉,陆小华. 化工学报. 2006(08)
[6]锂离子电池正极材料的现状与发展[J]. 易惠华,戴永年,代建清,姚耀春,胡成林. 云南化工. 2005(01)
[7]锂离子电池负极材料的现状与发展[J]. 吴国良. 电池. 2001(02)
[8]锂离子电池原理、研究现状与应用前景[J]. 陈洪超,李相东. 军事通信技术. 2001(01)
[9]锂离子电池电极材料研究进展[J]. 周恒辉,慈云祥,刘昌炎. 化学进展. 1998(01)
本文编号：3520869
【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 锂离子电池概述
1.1.1 研究背景
1.1.2 发展历程
1.2 锂离子电池工作原理及组成
1.2.1 工作原理
1.2.2 组成部件
1.3 负极材料
1.4 Fe_2O_3负极材料的研究现状
1.5 柔性锂离子电池
1.5.1 柔性锂离子电池的应用
1.5.2 柔性电极的研究现状
1.6 本论文选题的意义及主要研究内容
第二章 纳米Fe_2O_3/CNT的制备原理及表征方法
2.1 实验材料以及设备
2.1.1 碳纳米纸
2.1.2 实验化学试剂
2.1.3 实验表征设备
2.2 Fe_2O_3/CNT复合材料的制备
2.2.1 水热法制备Fe_2O_3/CNT原理
2.2.2 Fe_2O_3/CNT负极半电池的传统制备
2.2.3 Fe_2O_3/CNT碳纳米纸复合电极的制备
2.3 Fe_2O_3/CNT复合材料的表征方法
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)
2.3.5 拉曼光谱(Raman)
2.3.6 吸收谱
2.3.7 颗粒度分析
2.3.8 热失重
2.4 Fe_2O_3/CNT复合电极的电化学表征方法
2.4.1 循环伏安法(CV)
2.4.2 交流阻抗谱(EIS)
2.4.3 恒流充放电测试
2.4.4 倍率性能测试
2.5 本章小结
第三章 纳米Fe_2O_3/CNT的制备及电化学性能表征
3.1 水热法制备Fe_2O_3/CNT
3.2 Fe_2O_3/CNT的表征
3.2.1 形貌表征—SEM,TEM
3.2.2 结构表征——XRD,热失重,FT-IR,Raman,XPS
3.2.3 热失重
3.2.4 光学性能表征——吸收谱
3.3 Fe_2O_3/CNT复合材料的电化学性能表征
3.3.1 循环伏安
3.3.2 恒流充放电
3.3.3 倍率充放电
3.3.4 阻抗谱
3.4 本章小结
第四章 纳米Fe_2O_3/CNT碳纳米纸的制备及表征
4.1 抽滤法制备Fe_2O_3/CNT碳纳米纸复合电极
4.2 复合材料的形貌结构表征
4.3 复合材料的电化学性能表征
4.3.1 恒流充放电
4.3.2 倍率充放电
4.3.3 阻抗谱
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
硕士期间成果及获奖情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汶川地震触发高速远程滑坡–碎屑流堆积反粒序特征及机制分析[J]. 王玉峰,程谦恭,朱圻. 岩石力学与工程学报. 2012(06)
[2]锂离子电池隔膜材料的研究进展[J]. 黄友桥,管道安. 船电技术. 2011(01)
[3]汽车用动力锂离子电池发展现状[J]. 谢先宇,王潘,安浩,傅振兴. 上海汽车. 2010(01)
[4]锂离子电池电解液研究进展[J]. 郭营军,晨晖,谢燕婷. 新材料产业. 2007(08)
[5]水热反应釜中高温高压离子水溶液热力学性质[J]. 王艳,刘畅,柏扬,陈恒芳,吉远辉,陆小华. 化工学报. 2006(08)
[6]锂离子电池正极材料的现状与发展[J]. 易惠华,戴永年,代建清,姚耀春,胡成林. 云南化工. 2005(01)
[7]锂离子电池负极材料的现状与发展[J]. 吴国良. 电池. 2001(02)
[8]锂离子电池原理、研究现状与应用前景[J]. 陈洪超,李相东. 军事通信技术. 2001(01)
[9]锂离子电池电极材料研究进展[J]. 周恒辉,慈云祥,刘昌炎. 化学进展. 1998(01)
本文编号：3520869
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