Zn-V-O/C复合材料制备及其储锂性能研究

发布时间：2024-03-01 00:44

　　近年来,便携式设备(PEDs),电动汽车(Evs)以及智能电网储能系统的大力发展,使得人们对高容量、高功率密度的锂离子电池的需求越来越大。目前为止,锂离子电池的电池性能还有待进一步提高来满足生产生活的需要。众所周知,锂离子电池电极材料,不管是负极材料还是正极材料,在锂离子电池性能方面有着决定性作用。而作为一种锂离子电池负极材料,过渡金属钒酸盐由于具有一系列诱人的特点,引起了人们的广泛关注。但是其循环稳定性以及倍率性能还有待进一步改善。本研究结合一系列纳米材料合成方法,水热法、反相微乳液法、液相回流法、高温固相法、溶液浸渍法以及溶剂热方法,制得了两种结构新颖的Zn-V-O/C复合材料。通过SEM、TEM、XRD、TG、IR等仪器分析方法,分别对上述两种材料的物质结构及组成进行了详细的分析,深入剖析了物质结构的形成机理。最后对材料进行了系统的锂离子电池性能测试。研究发现,在复合碳后,Zn-V-O负极材料的性能得到了明显的改善。本研究采用了反相微乳液法制备了Zn₃V₂O₇(OH)2·2H₂O纳米花球;并利...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 锂离子电池简介
    1.3 锂离子电池负极电极材料的发展
        1.3.1 纳米碳负极材料
        1.3.2 合金类负极材料
        1.3.3 金属氧化物负极材料
        1.3.4 金属硫化物及氮化物负极材料
    1.4 钒酸锌负极材料
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 实验药品及仪器设备
        2.1.1 化学试剂
        2.1.2 仪器设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 空心纳米片组装的Zn₃V₃O₈/C的制备
        2.2.2 分级结构Zn₃V₂O₈/GNPs复合纳米材料制备
    2.3 电极材料表征方法
        2.3.1 X-ray衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.5 热重分析和差热分析(TG-DTA)
        2.3.6 BET比表面分析(BET)
        2.3.7 拉曼光谱测试(RAMAN)
        2.3.8 红外光谱测试(IR)
    2.4 实验电池组装
        2.4.1 电极的制备
        2.4.2 半电池的组装
        2.4.3 全电池的组装
    2.5 电极材料的电化学性能测试
        2.5.1 恒流充放电测试
        2.5.2 循环伏安测试
        2.5.3 电化学阻抗测试
第3章 空心纳米片组装分级结构Zn₃V₃O₈/C微球制备及其储锂性能研究
    3.1 引言
    3.2 空心纳米片组装的Zn₃V₃O₈/C复合材料制备
    3.3 前驱体Zn₃V₂O₇(OH)2·2H₂O的制备及实验参数优化
    3.4 材料结构表征
        3.4.1 Zn₃V₂O₇(OH)2·2H₂O纳米花球前驱体结构表征
        3.4.2 Zn₃V₂O₇(OH)2·2H₂O/PVP复合纳米花球结构表征
        3.4.3 Zn₃V₃O₈/C复合纳米花球结构表征
    3.5 空心纳米片结构的生成机理
    3.6 Zn₃V₃O₈/C复合微球锂离子电池性能
    3.7 本章小结
第4章 乙二醇回流法制备Zn₃V₂O₈/石墨纳米片复合物及其储锂性能研究
    4.1 引言
    4.2 Zn₃V₂O₈/GNPs制备
    4.3 前驱体Zn₃V₂O₇(OH)2·2H₂O/GONPs的制备及实验参数优化
    4.4 Zn₃V₂O₈/GNPs复合材料结构及形貌表征
    4.5 锂离子电池电化学测试
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3915183