二元过渡金属氧化物/碳复合材料的合成及作为锂离子电池负极材料电化学性能研究
发布时间：2024-02-15 02:28
全球能源短缺导致对先进储能设备的需求不断增加。锂离子电池具有包括高能量密度,无记忆效应,绿色环保和循环寿命长在内的许多优点已经成为笔记本电脑,移动电话,医疗微电子设备和电动汽车等便携式电子设备中使用最广泛的能量存储系统。但是,人们对于锂离子电池功能的需求也在不断增长,包括提高安全性,延长使用寿命,减小尺寸,减轻重量并降低成本。基于转化机理的过渡金属氧化物具有很高的理论容量且资源丰富,可以看作是一类非常有前景的锂离子电池负极材料。近年来,通过对过渡金属氧化物的不断研究,研究结果表明由于不同金属阳离子间的协同作用,二元过渡金属氧化物相比于一元过渡金属氧化物具有更好的电化学性能。尽管过渡金属氧化物作为负极材料时具有很高的理论容量,但是其自身仍然存在导电率低,循环过程中体积变化大等问题,这些缺陷限制了过渡金属氧化物作为负极材料时的进一步应用。针对这些问题,可以通过材料复合化,材料纳米化,和结构优化构建三维复合电极等方法合成过渡金属氧化物复合材料,从而提高其电化学性能。本文选取NiCo2O4和ZnMn2O4两...
【文章页数】：93 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 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池发展历程
1.2.2 锂离子电池的结构及工作原理
1.3 锂离子电池负极材料
1.3.1 负极材料要求
1.3.2 负极材料种类
1.4 过渡金属氧化物负极材料改性手段
1.4.1 材料纳米化
1.4.2 材料复合化
1.4.3 结构优化
1.5 本论文研究意义及主要内容
第2章 实验材料、仪器和研究方法
2.1 实验材料和仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征及测试方法
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.3 热重分析(TGA)
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5 透射电子显微镜(TEM)
2.2.6 比表面积测试(BET)
2.3 电极的制备与电池的组装
2.3.1 电极片的制备
2.3.2 纽扣电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 充放电循环性能测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 NiCo2O4/C纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 NiCo2O4/C复合物的制备
3.2.2 材料的表征与电化学测试
3.3 NiCo2O4/C复合物的表征
3.3.1 X射线衍射分析(XRD)
3.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
3.3.3 热失重分析(TGA)
3.3.4 扫描电镜和透射电镜分析
3.3.5 氮气吸脱附测试
3.4 电化学性能测试
3.4.1 循环伏安曲线
3.4.2 充放电曲线
3.4.3 循环性能曲线
3.4.4 倍率性能曲线
3.4.5 交流阻抗测试
3.5 本章小结
第4章 ZnMn2O4 纳米颗粒/碳布柔性复合材料的制备及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 ZnMn2O4 纳米颗粒/碳布复合物的制备
4.2.2 材料的表征与电化学测试
4.3 ZnMn2O4 纳米颗粒/CC复合物的表征
4.3.1 X射线衍射分析(XRD)
4.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
4.3.3 扫描电镜和透射电镜分析
4.4 电化学性能测试
4.4.1 循环伏安曲线
4.4.2 充放电曲线
4.4.3 循环性能曲线
4.4.4 倍率性能曲线
4.4.5 交流阻抗测试
4.4.6 循环后电极的表面形貌
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简介与科研成果
致谢
本文编号：3899039
【文章页数】：93 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 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池发展历程
1.2.2 锂离子电池的结构及工作原理
1.3 锂离子电池负极材料
1.3.1 负极材料要求
1.3.2 负极材料种类
1.4 过渡金属氧化物负极材料改性手段
1.4.1 材料纳米化
1.4.2 材料复合化
1.4.3 结构优化
1.5 本论文研究意义及主要内容
第2章 实验材料、仪器和研究方法
2.1 实验材料和仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征及测试方法
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.3 热重分析(TGA)
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5 透射电子显微镜(TEM)
2.2.6 比表面积测试(BET)
2.3 电极的制备与电池的组装
2.3.1 电极片的制备
2.3.2 纽扣电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 充放电循环性能测试
2.4.2 循环伏安测试
2.4.3 交流阻抗测试
第3章 NiCo2O4/C纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 NiCo2O4/C复合物的制备
3.2.2 材料的表征与电化学测试
3.3 NiCo2O4/C复合物的表征
3.3.1 X射线衍射分析(XRD)
3.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
3.3.3 热失重分析(TGA)
3.3.4 扫描电镜和透射电镜分析
3.3.5 氮气吸脱附测试
3.4 电化学性能测试
3.4.1 循环伏安曲线
3.4.2 充放电曲线
3.4.3 循环性能曲线
3.4.4 倍率性能曲线
3.4.5 交流阻抗测试
3.5 本章小结
第4章 ZnMn2O4 纳米颗粒/碳布柔性复合材料的制备及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 ZnMn2O4 纳米颗粒/碳布复合物的制备
4.2.2 材料的表征与电化学测试
4.3 ZnMn2O4 纳米颗粒/CC复合物的表征
4.3.1 X射线衍射分析(XRD)
4.3.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
4.3.3 扫描电镜和透射电镜分析
4.4 电化学性能测试
4.4.1 循环伏安曲线
4.4.2 充放电曲线
4.4.3 循环性能曲线
4.4.4 倍率性能曲线
4.4.5 交流阻抗测试
4.4.6 循环后电极的表面形貌
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简介与科研成果
致谢
本文编号：3899039
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