锰氧化物/三维碳复合电极材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2023-03-21 10:49

　　随着新能源汽车以及电子器材的迅速发展,锂离子电池的需求日益增加。研究出更高性能的锂离子电池(LIBs)是我们急需完成的任务,电极材料一直是LIBs发展最重要的制约因素。因此,研究者们将拥有更高的理论比容量(700⁹00 mAh·g^-1)以及较好的功率和比能量的过渡金属氧化物(TMOs)作为新型LIBs最有潜力的负极材料。诸多的过渡金属氧化物中,锰氧化物的优点明显,包括理论比容量高(755 mAh·g^-1)、电压滞后小(≤0.8V)、电动势低(1.032 V(vs Li/Li⁺))、密度高(5.43 g·cm^-3)、环境友好以及资源丰富等。但是,与许多过渡金属氧化物的性质一样,锰氧化物同样具有相当明显的缺点,包括自身固有的电导率低以及在充放电过程中的体积膨胀巨大等。这些缺点会导致材料的倍率性能低以及材料的开裂与微观结构完整性的破坏。在其作为电极材料时,表现为循环性能不稳定。因此,本论文研究的内容就是通过三维碳材料的复合,一方面改善材料的导电性,另一方面通过碳材料的束缚作用,抑制充...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池特点
        1.2.2 锂离子电池储能机理
    1.3 锂离子电池负极材料研究进展
        1.3.1 石墨烯材料
        1.3.2 过渡金属氧化物材料
        1.3.3 氧化锰材料
    1.4 本论文的选题意义及研究内容
        1.4.1 本论文的研究目的与意义
        1.4.2 本论文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 引言
    2.2 实验试剂及设备
        2.2.1 实验试剂与原料
        2.2.2 实验仪器及设备
    2.3 材料表征及电化学性能测试
        2.3.1 材料的表征测试
        2.3.2 材料的电化学性能测试
    2.4 本章小结
第3章 石墨烯/氧化锰/碳(IGR/MnO/C)复合材料的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料的制备
        3.2.1 氧化石墨烯带(IGR)的制备
        3.2.2 氧化锰(MnO)的制备
        3.2.3 石墨烯带/氧化锰(IGR/MnO)的制备
        3.2.4 石墨烯带/氧化锰/碳(IGR/MnO/C)的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的微观形貌与结构分析
        3.3.2 材料的电化学性能研究
        3.3.3 不同热处理温度对材料微观结构和电化学性能的影响
        3.3.4 不同MnO负载量对材料微观结构和电化学性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 水钠锰矿/多孔碳(SMOH/PC)复合材料的制备与性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料的制备
        4.2.1 油酸锰的制备
        4.2.2 二氧化硅纳米球(SiO₂)的制备
        4.2.3 氧化锰/碳(MnO/C)的制备
        4.2.4 水钠锰矿/多孔碳(SMOH/PC)的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的微观形貌与结构分析
        4.3.2 材料的电化学性能研究
        4.3.3 不同热处理温度对材料微观结构和电化学性能的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3766880