锂离子电池负极材料纳米C/Fe 3 O 4 的制备及性能研究

发布时间：2024-11-02 21:13

　　Fe3O4作为锂离子电池负极材料具有理论比容量高、价格便宜、环境友好等优点,其储锂机理为转换反应,反应方程式为:Fe3O4+8Li++8e-?3Fe+4Li2O。由于反应过程中生成了1-10 nm的Fe和Li2O,材料体积发生变化,造成电极材料粉化团聚,多次充放电循环后从集流体上剥落,因而致使电池容量的不可逆损失。制备特定形貌的的纳米Fe3O4和对材料进行碳修饰均能很好的解决这个问题,特殊的形貌可以提供额外空间缓解体积变化,并且纳米材料可以增加活性位点,缩短Li+传输距离;碳包覆不仅可以缓解体积膨胀的应力,防止材料粉化团聚,还可以提高电极材料的导电性,降低电池内阻。实验中采用溶剂热-胺热法制备纳米Fe3O4,研究了反应原料的种类及配比、反应时间、体系含水量等条件对产物形貌的影响。通过对实验条件的调控,制备得到了不同形貌的Fe3O4纳米材料。选择了其中具有孔隙结构的簇状球Fe3O4、多孔球Fe3O4和纳米微孔球Fe3O4作为锂离子电池负极材料,研究其电化学性能,并对不同形貌Fe3O4的电化学性能做了对比及原因分析。在电流密度为50 m A/g时,三种电极材料的可逆比容量均高于理论比容量(9...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 锂离子电池概述
    1.2 Fe₃O₄负极材料概述
    1.3 碳修饰负极材料研究进展
    1.4 本文的选题意义及研究内容
2 纳米Fe₃O₄的制备及电化学性能表征
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 实验部分
    2.3 纳米Fe₃O₄的表征
    2.4 纳米Fe₃O₄影响因素研究
    2.5 Fe₃O₄电化学性能研究
    2.6 本章小结
3 水热法制备C/Fe₃O₄及其电化学性能研究
    3.1 实验试剂与仪器
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
4 高温煅烧法制备C/Fe₃O₄及其电化学性能研究
    4.1 实验试剂与仪器
    4.2 实验部分
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
5 GNs/Fe₃O₄的制备及电化学性能研究
    5.1 实验试剂与仪器
    5.2 实验部分
    5.3 结果与讨论
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简历
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本文编号：4010145