高比容量锂离子电池负极材料的结构设计和储锂行为研究

发布时间：2023-02-14 20:39

　　锂离子电池(Lithium ion batteries,LIBs)具有重量轻、体积小、能量密度高、使用寿命长等优点,被广泛应用,但目前市面上流通的石墨烯锂离子电池因其较低的理论容量(372 mAh/g)已经不能满足人们的需求。过渡金属硫化物(TMSs)是LIBs的重要阳极材料,其理论比容量高,是石墨的三倍以上。特别是二硫化锡(SnS₂)具有1231 mAh/g的理论比容量,是LIBs输出能量密度高的阳极材料,但在Li⁺嵌入/脱出过程中,引起体积膨胀,使电极粉化脱落,导致金属硫化物离子输运动力学缓慢,导电率降低。通过调整其形貌结构、并通过还原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)和碳纳米纤维(Carbon Nanofibers,CNFs)与SnS₂复合,制备出高性能负极储锂材料。采用水热法合成了SnS₂纳米片(Nanosheets,NS)、SnS₂纳米花(Nanoflower,NF)和SnS₂-NF@rGO。作为LIBs的负极材料...

【文章页数】：54 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 锂离子电池的发展进程
        1.2.1 锂离子电池的发展
        1.2.2 电池材料的结构组分
        1.2.3 负极材料的储锂机制
    1.3 负极材料电化学性能的优化
        1.3.1 纳米材料作为电池材料的应用
        1.3.2 微观结构对材料储锂性能的影响
        1.3.3 碳材料对电池材料的优化作用
    1.4 研究内容和创新点
第二章 合金化储锂机制的SnS₂电极材料的改性研究
    2.1 材料的制备
        2.1.1 水热法制备片状和花状SnS₂负极材料
        2.1.2 氧化石墨烯的制备
        2.1.3 SnS₂@rGO复合材料的制备
    2.2 微观结构的表征
        2.2.1 结构表征
        2.2.2 形貌表征
    2.3 电化学性能研究
        2.3.1 扣式电池的组装
        2.3.2 电池性能测试
        2.3.3 电化学反应过程研究
第三章 一维碳纳米纤维SNS复合负极材料储锂性能测试
    3.1 一维负极材料的合成
        3.1.1 碳纳米纤维的制备
        3.1.2 SnS@CNF复合材料的制备
    3.2 材料的表征
        3.2.1 XRD和 Raman表征
        3.2.2 SEM和 TEM测试
    3.3 储锂性能研究
        3.3.1 循环和倍率性能测试
        3.3.2 迁移率和电导率测试
第四章 结论与展望
    4.1 本文结论
    4.2 研究展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3742983