石墨烯改性中间相碳微球及其在锂离子电池负极材料中的应用

发布时间：2023-05-20 07:35

　　便携式电子产品的普及和电动交通工具的快速发展对传统锂离子电池等储能设备/器件的性能提出了更高的要求。石墨烯,因其优异的物理化学性能,在作为锂离子电池电极材料和传统锂离子电池电极材料改性方面得到了广泛的应用。本文利用石墨烯对中间相碳微球进行表面修饰,并探索所制备的复合材料作为锂离子电池负极的电化学性能。由于商业化中间相碳微球表面含氧官能团较少,在水和极性溶剂中分散性较差,而氧化石墨烯又仅在水和极性溶剂中有较好的分散性,因此难在水性反应体系中将二者有效复合。为了解决这一问题,本文对中间相碳微球首先进行了表面活化处理,以增加其表面的含氧官能团数量,从而提高其在水相中的分散性,实现氧化石墨烯与中间相碳微球有效包覆,提高中间相碳微球的电导率和锂离子扩散系数。具体研究内容和结果如下:(1)利用氧等离子体对中间相碳微球进行表面活化处理,之后与氧化石墨烯混合搅拌,再经过化学热还原得到有效复合的中间相碳微球/石墨烯复合材料。利用FE-SEM、Raman光谱、XRD、接触角测量、红外光谱等方法系统分析了不同氧等离子体处理条件下,所制备的中间相碳微球/石墨烯复合材料的表面微观结构。电化学性能研究表明,与中间...

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【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
        1.2.1 锂离子电池工作原理
        1.2.2 锂离子电池的特点
        1.2.3 典型的锂离子电池负极材料
    1.3 MCMB
        1.3.1 MCMB简介
        1.3.2 MCMB的制备方法
        1.3.3 MCMB在电化学领域中的应用
        1.3.4 MCMB在电化学应用中存在的问题
    1.4 MCMB改性
        1.4.1 表面包覆/改性
        1.4.2 内部结构调整
    1.5 石墨烯
        1.5.1 石墨烯简介
        1.5.2 石墨烯的制备方法
        1.5.3 石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用
    1.6 本论文的选题背景和研究内容
        1.6.1 研究背景
        1.6.2 研究内容
第2章 实验方法与测试
    2.1 实验试剂与设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 仪器设备
    2.2 OP-MCMB/rGO的制备
    2.3 G-MCMB/rGO的制备
    2.4 材料表征
        2.4.1 场发射扫描电子显微镜
        2.4.2 拉曼光谱仪
        2.4.3 光学接触角测量仪
        2.4.4 傅里叶变换红外光谱
        2.4.5 粉末X射线衍射光谱仪
    2.5 表面处理MCMB/rGO电化学性能测试
        2.5.0 锂离子电池电极制备及扣式电池组装
        2.5.1 充放电性能测试
        2.5.2 电化学动力学过程测试
第3章 氧等离子体处理对MCMB/rGO电化学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 OP-MCMB/rGO的表面微观结构分析
    3.3 OP-MCMB/rGO的电化学性能分析
        3.3.1 OP-MCMB/rGO的充放电性能
        3.3.2 OP-MCMB/rGO的动力学过程
    3.4 本章小结
第4章 葡萄糖处理对MCMB/rGO电化学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 G-MCMB/rGO的表面微观结构分析
    4.3 G-MCMB/rGO电化学性能分析
        4.3.1 G-MCMB/rGO的充放电性能
        4.3.2 G-MCMB/rGO的动力学过程
    4.4 本章小结
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3820821