铁基氧化物微纳结构的可控制备、微观结构及其储锂性能研究

发布时间：2021-11-03 07:09

　　随着电动交通工具、电化学储能市场的不断发展,开发能量密度高且循环寿命长的锂离子电池已成为广大科研工作者们关注的热点。铁基氧化物材料由于具有较高的理论储锂容量、环境友好、资源丰富等优点,而被广泛研究。但铁基氧化物存在电导率低和充放电过程中大的体积膨胀等问题,导致其循环稳定性较差。对此,本论文对铁氧化物负极材料的微观结构进行设计和优化来提升其储锂性能,主要研究内容与结果如下:（1）利用水热法合成了长度约1μm,宽度约200 nm的新型针铁矿（α-FeOOH）截角四棱柱。获得的单晶α-FeOOH有六个侧面,包括两个{020}和四个{110}面。此外,α-FeOOH相的形成与?-FeOOH相的生长及其随后的转变有关。棱柱结构有助于保持结构稳定,避免电极粉碎过程,并且在循环期间产生的微晶能够增加电极和电解质之间的接触面积。因此,α-FeOOH电极显示出良好的循环性能,在100 mA g^-1下循环100次后仍具有870 mAh g^-1的可逆比容量。（2）在不同温度下煅烧前驱体制备出孔隙可调的Fe₂O₃纳米棒。通... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第一章 绪论
    1.1 锂离子电池简介
        1.1.1 锂离子电池的发展
        1.1.2 锂离子电池的工作原理
    1.2 锂离子电池的组成
        1.2.1 锂离子电池正极材料
        1.2.2 锂离子电池负极材料
    1.3 铁基负极材料研究进展
        1.3.1 纳米结构设计
        1.3.2 铁基材料复合化
    1.4 本课题的研究意义和主要内容
第二章 化学试剂、仪器及表征方法
    2.1 所需化学试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 电极材料的表征
        2.2.1 电极材料物相、组分及孔隙的表征
        2.2.2 电极材料形貌及结构的表征
    2.3 电池的组装及电化学性能测试
        2.3.1 锂离子电池组装方法
        2.3.2 电化学性能测试
第三章 α-FeOOH截角四棱柱的晶体结构、生长机理及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 α-FeOOH截角四棱柱的合成
        3.2.2 电极材料的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 微观结构及生长机理分析
        3.3.2 电化学性能分析
    3.4 小结
第四章 多孔Fe_2O_3 纳米棒的制备、微观结构及其储锂性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 多孔Fe_2O_3 纳米棒的制备
        4.2.2 电极材料的电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 微观结构及孔隙分析
        4.3.2 电化学性能分析
    4.4 小结
第五章 FeOOH/rGO复合物的制备及其电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 样品的制备
        5.2.2 材料电化学性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 材料的形貌与结构
        5.3.2 电化学性能分析
    5.4 小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3473267