CVD法制备石墨烯包覆的锂、钠离子电池负极材料及其储能性能的研究
发布时间：2020-12-28 03:34
石墨烯是一种优秀的碳纳米材料,其拥有超大的比表面积,优异的光电性能以及机械强度。近几年来,关于在各种氧化物、电介质、半导体等非催化性的平面衬底表面上生长石墨烯的研究已经取得了不少进展。然而,由于微纳米颗粒表面的复杂性（尺寸、几何形状、粗糙度、缺陷、表面化学等因素）,在颗粒上生长石墨烯仍然是一个较少被触及的领域。目前,制备石墨烯/纳米颗粒复合结构的方法主要分为两类:即湿法和干法。其中,湿法通过将氧化石墨烯（GO）或还原氧化石墨烯（RGO）分散于水或有机溶剂中,与有机/无机金属盐前驱体反应,形成石墨烯/纳米颗粒复合物。湿法工艺简单、容易实现大批量生产、成本低、产物结构多样化,但是制备的石墨烯质量不高,并且难以避免石墨烯的堆叠问题。干法即化学气相沉积（CVD）法,该法可以直接在颗粒表面生长石墨烯,大幅度提高粉末的导电性能。但是,采用CVD方法直接生长石墨烯一般需要较高的温度（800-1000℃）,并且石墨烯生长的均匀性与制备效率问题都亟待解决。基于此,本论文分别采用传统CVD法,以及创新的流化床-微波等离子体化学气相沉积法（FB-PCVD）直接在负极颗粒表面生长石墨烯,并探究了该种石墨烯复合...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柱状锂离子电池内部结构示意图
学位硕士研究生学位论文 池的结构与工作原理的工作原理与锂离子电池相近，通过钠离子在极间的可逆扩散完电池。如图 1.3 所示，充电时，正极材料的 Na+脱出，经电解液同时，同等数量的电子经外电路从正极传输到负极，保持电荷平回到未充电的原始状态。理想的钠离子电池，钠离子可以在极间生结构变化，因此钠离子电池是一种高效的二次电池。
硕士研究生学位论文 表 1.1 石墨烯的理化性质质 载流子迁移率：2 105cm2V-1S-1；室温量子霍尔质 比表面积：2630 m2g-1；质 拉伸强度：125Gpa;杨氏模量：42 N/m2；质 热导率：5000W/m K；质 单层透过率：97.7%；是石墨烯研究中最重要的问题之一，石墨烯的制备方法根据分为固相法、液相法和气相法三大类，如图 1.4 所示。固相延生长法，机械剥离法是通过外部机械力从高度定向的热解获得高质量的石墨烯，但是生产效率较低，不适用于大规模真空石墨化在单晶 SiC 上外延生长石墨烯，这种方法制备的大，但是反应温度和成本偏高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的结构、性能及潜在应用[J]. 钟雨嘉,朱宏伟. 物理. 2018(11)
[2]还原氧化石墨烯/TiO2复合材料在钠离子电池中的电化学性能[J]. 许婧,杨德志,廖小珍,何雨石,马紫峰. 物理化学学报. 2015(05)
[3]微波等离子体化学气相沉积系统谐振腔研究[J]. 邱瑞,周长庚,罗勇. 真空科学与技术学报. 2012(12)
[4]Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries[J]. YIN YaXia,WAN LiJun & GUO YuGuo CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China. Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[5]锂离子电池(RCB)的研究现状[J]. 黄振谦,张昭. 电池. 1995(03)
本文编号：2943053
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柱状锂离子电池内部结构示意图
学位硕士研究生学位论文 池的结构与工作原理的工作原理与锂离子电池相近，通过钠离子在极间的可逆扩散完电池。如图 1.3 所示，充电时，正极材料的 Na+脱出，经电解液同时，同等数量的电子经外电路从正极传输到负极，保持电荷平回到未充电的原始状态。理想的钠离子电池，钠离子可以在极间生结构变化，因此钠离子电池是一种高效的二次电池。
硕士研究生学位论文 表 1.1 石墨烯的理化性质质 载流子迁移率：2 105cm2V-1S-1；室温量子霍尔质 比表面积：2630 m2g-1；质 拉伸强度：125Gpa;杨氏模量：42 N/m2；质 热导率：5000W/m K；质 单层透过率：97.7%；是石墨烯研究中最重要的问题之一，石墨烯的制备方法根据分为固相法、液相法和气相法三大类，如图 1.4 所示。固相延生长法，机械剥离法是通过外部机械力从高度定向的热解获得高质量的石墨烯，但是生产效率较低，不适用于大规模真空石墨化在单晶 SiC 上外延生长石墨烯，这种方法制备的大，但是反应温度和成本偏高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的结构、性能及潜在应用[J]. 钟雨嘉,朱宏伟. 物理. 2018(11)
[2]还原氧化石墨烯/TiO2复合材料在钠离子电池中的电化学性能[J]. 许婧,杨德志,廖小珍,何雨石,马紫峰. 物理化学学报. 2015(05)
[3]微波等离子体化学气相沉积系统谐振腔研究[J]. 邱瑞,周长庚,罗勇. 真空科学与技术学报. 2012(12)
[4]Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries[J]. YIN YaXia,WAN LiJun & GUO YuGuo CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China. Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[5]锂离子电池(RCB)的研究现状[J]. 黄振谦,张昭. 电池. 1995(03)
本文编号：2943053
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