过渡金属氧化物（Mo、Co、Fe）/石墨烯纳米复合材料的设计合成及其储锂性能研究
发布时间：2024-06-29 14:42
可充电锂离子电池(LIB)已被广泛应用于便携式电子产品,电动汽车和固定式储能系统等领域。为了进一步改善锂离子电池的电化学性能,使其具备长循环寿命,高能量密度等优点,然而有必要发明新的电极材料来提高电池性能。过渡金属氧化物因其普遍具有较高的比容量,作为锂离子电池的负极材料前景可佳。但是,由于过渡金属氧化物材料具有低的导电性,在充放电过程中过渡金属氧化物颗粒极易团聚,严重阻碍了其直接作为锂离子电池负极材料的应用,另一面,石墨烯具有完美的二维纳米结构,比表面积大和良好的导电导锂性等优点。因此,本论文将石墨烯和过渡金属氧化物的优点结合起来,设计合成了过渡金属氧化物/石墨烯纳米复合材料并用于锂离子电池,具体研究内容如下:(1)通过简单的一步沉淀法并结合后续热处理合成了一种新型多孔MoO2-Cu/C/graphene四元纳米复合材料。作为锂离子负极材料,多孔MoO2-Cu/C/graphene纳米复合材料具备可逆容量和明显提高了循环性能(在电流密度为0.1 A g-1下,100圈循环后容量为1114.8 mAh g-1
【文章页数】：66 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 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的工作原理
1.2.3 锂离子电池的组成
1.3 锂离子电池负极材料研究现状
1.3.1 锂离子电池负极材料的基本要求及种类
1.3.1.1 碳类系列材料
1.3.1.2 硅及硅化合物
1.3.1.3 锡基合金
1.3.1.4 金属氧化物
1.3.1.5 钛酸锂Li4Ti5O12
1.4 锂离子电池正极材料研究现状
1.4.1 锂离子电池正极材料的基本要求及种类
1.4.1.1 钴酸锂(LiCoO2)
1.4.1.2 镍酸锂(LiNiO2)
1.4.1.3 锰酸锂(LiMn2O4)
1.4.1.4 磷酸铁锂(LiFePO4)
1.4.1.5 其它正极材料
1.5 石墨烯基负极材料研究现状
1.5.1 石墨烯概述
1.5.2 石墨稀与过渡金属氧化物复合材料研究现状
1.6 本文的选题背景及主要研究内容
1.6.1 选题背景
1.6.2 本文主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验试剂及设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的制备
2.2.1 MoO2-Cu/C/Graphene纳米材料的制备
2.2.2 CoFe2O4/Graphene纳米材料的制备
2.3 材料的表征方法
2.3.1 X射线粉末衍射
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 透射电子显微镜
2.3.4 比表面积分析
2.3.5 拉曼光谱
2.3.6 X射线光电子能谱分析
2.3.7 热重分析
2.3.8 电感耦合等离子体原子发射光谱仪
2.4 材料电化学性能测试
2.4.1 电极片的制备
2.4.2 扣式半电池的组装
2.4.3 循环伏安法
2.4.4 恒电流充放电测试
2.4.5 倍率性能测试
2.4.6 电化学交流阻抗测试
第3章 MoO2-Cu/C/Graphene纳米复合材料的研究结果与讨论
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 材料合成示意图
3.2.2 POMOFs前驱体形貌和晶体结构分析
3.2.3 晶体结构与组成分析
3.2.4 微观形貌与结构分析
3.3 MoO2-Cu/C/GNS样品材料的电化学性能评价
3.4 结论
第4章 CoFe2O4/Graphene纳米复合材料的研究结果与讨论
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 微观形貌与结构分析
4.2.2 晶体结构与组成分析
4.3 样品材料的电化学性能评价
4.4 结论
结论
参考文献
硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3997707
【文章页数】：66 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 锂离子电池的发展
1.2.2 锂离子电池的工作原理
1.2.3 锂离子电池的组成
1.3 锂离子电池负极材料研究现状
1.3.1 锂离子电池负极材料的基本要求及种类
1.3.1.1 碳类系列材料
1.3.1.2 硅及硅化合物
1.3.1.3 锡基合金
1.3.1.4 金属氧化物
1.3.1.5 钛酸锂Li4Ti5O12
1.4.1 锂离子电池正极材料的基本要求及种类
1.4.1.1 钴酸锂(LiCoO2)
1.4.1.2 镍酸锂(LiNiO2)
1.4.1.3 锰酸锂(LiMn2O4)
1.4.1.4 磷酸铁锂(LiFePO4)
1.4.1.5 其它正极材料
1.5 石墨烯基负极材料研究现状
1.5.1 石墨烯概述
1.5.2 石墨稀与过渡金属氧化物复合材料研究现状
1.6 本文的选题背景及主要研究内容
1.6.1 选题背景
1.6.2 本文主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验试剂及设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料的制备
2.2.1 MoO2-Cu/C/Graphene纳米材料的制备
2.2.2 CoFe2O4/Graphene纳米材料的制备
2.3 材料的表征方法
2.3.1 X射线粉末衍射
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 透射电子显微镜
2.3.4 比表面积分析
2.3.5 拉曼光谱
2.3.6 X射线光电子能谱分析
2.3.7 热重分析
2.3.8 电感耦合等离子体原子发射光谱仪
2.4 材料电化学性能测试
2.4.1 电极片的制备
2.4.2 扣式半电池的组装
2.4.3 循环伏安法
2.4.4 恒电流充放电测试
2.4.5 倍率性能测试
2.4.6 电化学交流阻抗测试
第3章 MoO2-Cu/C/Graphene纳米复合材料的研究结果与讨论
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 材料合成示意图
3.2.2 POMOFs前驱体形貌和晶体结构分析
3.2.3 晶体结构与组成分析
3.2.4 微观形貌与结构分析
3.3 MoO2-Cu/C/GNS样品材料的电化学性能评价
3.4 结论
第4章 CoFe2O4/Graphene纳米复合材料的研究结果与讨论
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 微观形貌与结构分析
4.2.2 晶体结构与组成分析
4.3 样品材料的电化学性能评价
4.4 结论
结论
参考文献
硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
本文编号：3997707
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3997707.html
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