金属氧化物/石墨烯锂离子电池负极材料的研究

发布时间：2023-03-03 22:42

　　近年来,锂离子电池因具有工作电压高、比能量高和循环寿命长等优点广泛应用在手机、电脑、遥控和电动汽车等各种移动电子设备中,并被称为绿色环保电池。金属氧化物因其普遍具有较高的比容量,被当作是锂电池的负极材料,是非常有前景的。但是,由于金属氧化物负极材料具有低的电子和离子导电性及在锂离子电池充放电过程中金属氧化物颗粒极易团聚,严重得阻碍了其直接作为锂离子电池负极材料的应用,由于石墨烯完美的二维纳米结构和很好的离子及电子导电性,因此,本论文结合石墨烯和金属氧化物的特性,并针对单一金属氧化物用作锂离子电池所存在的不足,制备了金属氧化物/石墨烯复合负极材料,该方法有效地抑制了单一金属氧化物用作锂离子电池负极材料时所存在的体积膨胀以及因此而产生的循环寿命差等不足,取得了如下实验结果或结论。(1)采用水溶液法将二氧化钛与石墨烯复合,并对所合成的复合材料的形貌特征、结构特征和电化学性能等进行了判断分析。结果表明:TiO₂/RGO复合负极材料的首次库仑效率达95.73%,高于纯TiO₂的91.97%。TiO₂/RGO复合负极材料的放电容量和...

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【学位级别】：硕士

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学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 锂离子电池简介
        1.2.1 锂离子电池的发展历史
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
        1.2.3 锂离子电池的特点
    1.3 锂离子电池的组成特点
        1.3.1 负极材料
        1.3.2 正极材料
        1.3.3 电解液
        1.3.4 隔膜
        1.3.5 电池壳
    1.4 锂离子电池正极材料的研究现状
        1.4.1 钴酸锂(LiCoO₂)
        1.4.2 锰酸锂(LiMnO₄)
        1.4.3 磷酸铁锂(LiFePO₄)
        1.4.4 其它正极材料
    1.5 锂离子电池负极材料的研究现状
        1.5.1 碳素类材料
        1.5.2 合金类材料
        1.5.3 过渡金属氧化物材料
    1.6 石墨烯基负极材料研究现状
        1.6.1 石墨烯简介
        1.6.2 石墨烯的制备方法
        1.6.3 石墨烯与金属氧化物复合材料研究现状
    1.7 本课题研究的意义和主要内容
第二章 实验方法
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料结构与形貌表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
    2.3 材料电化学性能测试
        2.3.1 电极片的制备
        2.3.2 电池的组装
        2.3.3 恒电流充放电测试
        2.3.4 交流阻抗测试(EIS)
第三章 TiO₂/RGO复合材料的合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氧化石墨的制备
        3.2.2 TiO₂/RGO复合材料的制备
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 TiO₂及TiO₂/RGO复合负极材料的合成机理
        3.3.2 电镜表征(SEM、TEM)
        3.3.3 X射线衍射分析(XRD)
        3.3.4 电化学性能测试
    3.4 本章小结
第四章 Fe2O₃/SnO₂/RGO负极材料的合成及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Fe₂O₃/SnO₂/RGO负极复合材料的制备
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 X射线衍射表征(XRD)
        4.3.2 电镜分析(SEM)
        4.3.3 电化学性能测试
    4.4 Co掺杂对铁锡基复合材料的电化学性能影响
        4.4.1 样品的制备
        4.4.2 电化学性能测试
    4.5 本章小结
第五章 全文总结
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢



本文编号：3753247