锂离子电池碳基、锡基负极材料的制备与应用

发布时间：2017-08-29 10:46

  本文关键词：锂离子电池碳基、锡基负极材料的制备与应用

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【摘要】：当今世界面临能源危机和环境污染两大难题,迫切要求人类开发并利用新的清洁能源。近十几年来,在各种能量转化设备中,锂离子电池由于能量密度大,使用寿命长,绿色环保等独特优势已获得了大规模商业化应用。与此同时,锂离子电池的正负极材料,电解质等重要组成部分成为科学家研究的焦点。其中,负极材料对于锂离子电池性能扮演着举足轻重的角色。当下商用的负极材料为石墨,虽具有高的库伦效率和良好的循环性能,但是理论比容量相对较低(372 mAh/g),限制了锂离子电池的发展和应用。新兴便携式电子设备和电动汽车等对电池存储容量要求越来越高,开发利用替代石墨的负极材料迫在眉睫。本论文主要涉及碳基、锡基复合纳米材料的制备以及作为锂离子电池负极材料性能的研究,主要内容有:(1)合成了氮掺杂碳层包覆金属钴颗粒与氮掺杂石墨烯纳米复合材料NC@Co@NG,并研究其作为锂离子电池负极材料的性能。经过测试,NC@Co@NG表现出良好的循环性能和高的库伦效率,循环过程中比容量总体呈现缓慢增长的趋势,在300个循环后比容量高达1232.8 mAh/g的高比容量,远高于商用石墨电极,并展现出了较好的倍率性能。(2)合成了一维核壳结构银线/锡氧化物复合纳米材料AgNWs@介孔SnO_2,并以SnO_2纳米管为对比,研究了其作为锂离子电池负极材料的性能。经过测试,AgNWs@SnO_2的在50次循环后,比容量仍然能够保持640.3 mAh/g,高于SnO_2管(263.6 mAh/g),同时也展现了良好的倍率性能。
【关键词】：锂离子电池 负极材料 石墨烯 SnO_2
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-34
• 1.1 引言7-8
• 1.2 锂离子电池简介8-15
• 1.3 锂离子电池各部分材料的研究进展15-28
• 1.3.1 正极材料15-20
• 1.3.2 负极材料20-27
• 1.3.3 电解质27-28
• 1.3.4 隔膜28
• 1.4 本论文的研究目的以及内容28-29
• 参考文献29-34
• 第二章 氮掺杂碳层包覆金属钴颗粒与氮掺杂石墨烯的合成及在锂离子电池中的应用34-53
• 2.1 引言34-35
• 2.2 实验部分35-37
• 2.2.1 试剂与仪器35-36
• 2.2.2 材料的制备36-37
• 2.2.3 电池的制备与电化学测试37
• 2.3 结果与讨论37-49
• 2.3.1 材料合成过程分析37-38
• 2.3.2 材料表征38-43
• 2.3.3 电化学性能表征43-49
• 2.4 本章小结49-50
• 参考文献50-53
• 第三章 介孔二氧化锡包覆银纳米线的合成及在锂离子电池中的应用53-68
• 3.1 引言53
• 3.2 实验部分53-56
• 3.2.1 试剂与仪器53-54
• 3.2.2 材料的制备54-55
• 3.2.3 电池的制备与电化学测试55-56
• 3.3 结果与讨论56-66
• 3.3.1 材料合成分析56
• 3.3.2 材料表征56-64
• 3.3.3 电化学性能表征64-66
• 3.4 本章小结66
• 参考文献66-68
• 第四章 结论与展望68-70
• 4.1 论文结论68
• 4.2 论文不足与展望68-70
• 硕士研究生期间的科研成果情况70-71
• 致谢71-72

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本文编号：752896