SnO 2 /SiO 2 /石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2023-04-08 19:11

　　锂离子负极材料主要是碳材料石墨,但其低的充放电比容量(理论容量为372 mAh/g)越来越难于满足需求,Sn02具有比较高的理论比容量,可达782 mAh/g,但Sn02在充放电的过程中会发生比较大的体积膨胀,使电极材料粉化、脱落,导致循环性能较差,另外,Sn02差的导电性也是造成其电化学性能差的一个原因。因此,寻求方法减缓Sn02的体积变化,提高其循环稳定性和导电性,具有很大的研究意义。基于提高Sn02作为锂离子电池负极材料的循环性能和导电性,本文尝试在Sn02的基础上参杂Si02和还原氧化石墨烯(rGO),制备了多种复合材料,并对各种材料进行了结构、形貌等物理表征和电化学测试,得到以下结果：(1)本文首先探究利用水浴法制备Si02粉末,通过控制实验条件制备出了不同粒径大小的Si02,主要分为100 nm、300 nm和800 nm。其中在30℃的水浴温度下反应6 h的样品的Si02是球形的,直径大约为100 nm,且具有最高的充放电比容量,在100mA/g的电流密度下首次放电比容量为66 mAh/g。(2)采用水热法制备SnO2@SiO2复合材料,其中Si02为(1)中所制备的Si...

【文章页数】：100 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
    1.3 锂离子电池的结构和工作原理
        1.3.1 锂离子电池的结构组成
        1.3.2 锂离子电池的工作原理
    1.4 锂离子电池正极材料
        1.4.1 钴酸锂(LiCoO₂)
        1.4.2 镍酸锂(LiNiO₂)
        1.4.3 锰酸锂(LiMn₂O₄)
        1.4.4 磷酸铁锂(LiFePO₄)
    1.5 锂离子负极材料
        1.5.1 碳材料
        1.5.2 二氧化钛(TiO₂)
        1.5.3 硅基材料
        1.5.4 锡基材料
    1.6 本文的选题依据和研究内容
第二章 水浴法制备SiO₂负极材料
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 SiO₂球的制备
    2.3 纽扣电池的制作工艺
    2.4 样品的表征测试与分析
        2.4.1 XRD测试与分析
        2.4.2 FTIR测试与分析
        2.4.3 SEM测试与分析
    2.5 电化学性能测试与分析
        2.5.1 循环伏安法测试(CV)与分析
        2.5.2 恒流充放电测试与分析
        2.5.3 交流阻抗(EIS)测试与分析
    2.6 本章小结
第三章 水热法制备SnO₂@SiO₂复合材料
    3.1 实验试剂与仪器
        3.1.1 实验试剂
        3.1.2 实验仪器
    3.2 SnO₂@SiO₂复合材料的制备
    3.3 样品的表征测试与分析
        3.3.1 XRD测试与分析
        3.3.2 SEM测试与分析
        3.3.3 TEM测试与分析
        3.3.4 FTIR测试与分析
    3.4 电化学测试与分析
        3.4.1 循环伏安法测试(CV)与分析
        3.4.2 充放电测试与分析
        3.4.3 循环性能测试与分析
        3.4.4 倍率性能测试与分析
        3.4.5 EIS测试与分析
    3.5 本章小结
第四章 水热法制备SnO₂/rGO复合材料
    4.1 实验试剂与仪器
        4.1.1 实验试剂
        4.1.2 实验仪器
    4.2 SnO₂/rGO复合材料的制备
    4.3 样品的表征测试与分析
        4.3.1 XRD测试与分析
        4.3.2 SEM测试与分析
        4.3.3 TEM测试与分析
        4.3.4 TG-DSC测试与分析
        4.3.5 FTIR测试与分析
    4.4 电化学测试与分析
        4.4.1 CV测试与分析
        4.4.2 充放电测试与分析
        4.4.3 循环性能测试与分析
        4.4.4 倍率性能测试与分析
        4.4.5 EIS测试与分析
    4.5 本章小结
第五章 水热法制备SnO₂@SiO₂/rGO复合材料
    5.1 实验试剂与仪器
        5.1.1 实验试剂
        5.1.2 实验仪器
    5.2 SnO₂@SiO₂/rGO复合材料的制备
    5.3 样品的表征测试与分析
        5.3.1 XRD测试与分析
        5.3.2 SEM测试与分析
        5.3.3 TEM测试与分析
        5.3.4 FTIR测试与分析
        5.3.5 拉曼(Raman)测试与分析
        5.3.6 TG-DSC测试与分析
        5.3.7 XPS测试与分析
    5.4 电化学测试与分析
        5.4.1 CV测试与分析
        5.4.2 充放电测试与分析
        5.4.3 循环性能测试与分析
        5.4.4 倍率性能测试与分析
        5.4.5 EIS测试与分析
    5.5 本章小结
结论
本文特色与创新之处
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3786319