石墨稀/锰氧化物复合材料合成及锂电性能研究

发布时间：2021-12-10 15:39

　　电力储存和传输是充分利用可再生能源并解决当今世界能源和环境问题工作的重要一环。锂离子电池相对其他储能设备而言具有技术相对成熟、无记忆效应、轻便且相对环保等优势,适合在便携式电子设备、电动汽车以及电网储存中的大规模应用。然而,制约锂离子电池性能进一步提升和发展的关键因素是电极材料的改进和创新。本文利用具有价格和环保优势的锰氧化物电极材料,将其与具备优异结构稳定性、电子电导率的石墨烯类材料复合制备不同形貌的纳米复合材料,并将其应用于锂离子电池正极和负极研究其电化学性能。具体工作如下:1.利用氧化石墨烯表面的含氧官能团,通过静电力作用,采用简单的一步水热法,原位生长LiMnO₂,进而合成LiMnO₂-石墨烯复合材料（LiMnO₂@rGO）,利用LiMnO₂自身较高的理论容量和还原氧化石墨烯的良好的电子迁移效率,极大的提升了材料的电化学性能,尤其是质量比容量,其在100 mA·g^-1电流密度下充放电循环时,首次放电容量达175.08 mAh·g^-1,在100次循环...

【文章来源】： 安徽工业大学安徽省

【文章页数】：60 页

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池
        1.2.1 锂离子电池的历史
        1.2.2 锂离子电池结构及原理
    1.3 锂离子电池正极材料
        1.3.1 尖晶石型锰酸锂（LiMn₂O₄）
        1.3.2 层状钴酸锂（LiCoO₂）
        1.3.3 橄榄石型磷酸铁锂（LiFePO₄）、磷酸锰锂（LiMnPO4）
        1.3.4 层状锰酸锂（LiMnO2）
    1.4 锂离子电池负极材料
        1.4.1 石墨烯负极
        1.4.2 硅负极
        1.4.3 过渡金属氧化物负极
    1.5 本论文研究内容
    1.6 本文特色与创新之处
第二章 实验仪器、药品及测试方法
    2.1 实验仪器以药品
    2.2 材料表征技术
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 透射电子显微镜
        2.2.3 扫描电子显微镜
        2.2.4 原子力显微镜
        2.2.5 傅里叶变化红外光谱
        2.2.6 拉曼光谱
        2.2.7 热重分析
    2.3 电池的组装工艺
        2.3.1 极片制备
        2.3.2 CR2032型纽扣电池组装
    2.4 锂电池参数指标及电化学性能测试
        2.4.1 电池比容量
        2.4.2 循环伏安测试
        2.4.3 交流阻抗测试
        2.4.4 恒电流充放电循环测试
        2.4.5 充放电倍率性能测试
第三章 LiMnO₂@rGO复合材料的制备及应用于锂离子电池正极
    3.1 引言
    3.2 材料制备
    3.3 材料表征及分析
        3.3.1 X射线衍射分析
        3.3.2 原子力显微镜分析
        3.3.3 透视电镜及扫描电镜分析
        3.3.4 拉曼光谱测试
        3.3.5 傅里叶变换红外光谱测试
    3.4 材料电化学性能测试及分析
        3.4.1 循环伏安测试及分析
        3.4.2 恒电流及不同倍率充放电测试及分析
        3.4.3 电化学阻抗测试及其等效电路拟合
    3.5 小结
第四章 3DrGO@MnO₂NWs复合材料的制备及应用于锂离子电池负极
    4.1 引言
    4.2 材料制备方法
    4.3 材料表征及分析
        4.3.1 X射线衍射分析
        4.3.2 透视电镜及扫描电镜分析
        4.3.3 热重分析
        4.3.4 拉曼光谱测试
    4.4 材料电化学性能测试及分析
        4.4.1 循环伏安测试及分析
        4.4.2 恒电流及不同倍率充放电测试及分析
        4.4.3 电化学阻抗测试
    4.5 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间研究成果



本文编号：3532911