过渡金属氧化物复合纳米材料的结构调控及储锂性能研究

发布时间：2022-02-22 23:21

　　日益严重的环境污染和能源危机背景下,对新能源的探索迫在眉睫。1990年以来,锂离子电池极速发展,但是提高电极的倍率性能和循环性能依旧是应用过程中亟待解决的问题。过渡金属氧化物具有较高的理论容量,一直是广大科研工作者的研究热点。但是,过渡金属氧化物通常会在充放电的过程中发生剧烈的体积膨胀,从而导致较大的首次不可逆容量损失。为了改善过渡金属氧化物纳米结构在储锂过程中存在的的体积膨胀问题,本文从以下几个方向开展了主要研究工作:（1）通过水热法将SnO₂纳米颗粒生长于三维石墨烯表面,然后用氮掺杂碳进行包覆,继而通过冷冻干燥和热处理得到导电性良好、稳定性高的3DG@SnO₂@N-C三维结构,将石墨烯三维导电结构、氧化锡高理论容量和碳包覆层的结构稳定性有机地结合在了一起,提高了电极的循环性能和倍率性能。优化分析了石墨烯和SnO₂不同比例对电极材料倍率性能和循环性能的影响,最佳比例样品在100 mA g^-1的电流密度下进行充放电,经过100次充放电循环之后依然能保持1349.5 mAh g^-1

【文章来源】：河南师范大学河南省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 锂离子电池的发展前景
    1.2 锂离子电池的结构
    1.3 锂离子电池的负极材料的分类与研究进展
        1.3.1 锂离子电池负极材料的分类及优缺点
        1.3.2 锂电负极材料的研究进展
    1.4 提高氧化物电极储锂性能的方法
        1.4.1 尺寸调控
        1.4.2 碳包覆
        1.4.3 形貌调控
    1.5 选题背景和研究内容
第二章 3DG@SnO_2@N-C三明治复合材料及储锂性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 氧化石墨烯的制备
        2.2.2 3DG@SnO_2@N-C复合物的制备
        2.2.3 锂离子电池组装
    2.3 材料表征
    2.4 结果与讨论
    2.5 结论
第三章 α-Fe_2O_3@TiO_2核壳结构及储锂性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 α-Fe_2O_3的合成
        3.2.2 α-Fe_2O_3的表面改性
        3.2.3 酸刻蚀时间的调控
        3.2.4 锂离子电池组装
    3.3 材料表征
    3.4 结果与讨论
    3.5 结论
第四章 Fe_3O_4@N-C立方体复合材料及其锂电性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 对α-Fe_2O_3进行水热刻蚀
        4.2.2 锂离子电池组装
    4.3 材料表征
    4.4 结果与讨论
    4.5 结论
第五章 结论与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3640388