中空核壳结构铁氧化物/碳纳米复合材料的制备及在锂离子电池中的应用

发布时间：2023-02-18 09:10

　　锂离子电池是一种重要的储能器件,具有能量密度高和循环寿命长的优点,已经被广泛应用在便携式电子产品中。随着电动汽车和智能电网的飞速发展,对于具有更好性能的锂离子电池的需求正变得越来越迫切。负极材料是锂离子电池的核心部件之一,直接影响着整个电池的性能。作为锂离子电池负极材料中的一个分支,铁氧化合物因其具有高的理论容量、价格低廉、资源丰富和绿色环保等优点,已经成为近年来的研究热点。然而铁氧化合物负极材料在嵌锂过程中会发生大的体积膨胀,造成电极材料的粉碎,导致循环性能很差。针对铁氧化物所存在的以上问题,我们设计了具有中空核壳结构的铁氧化物/碳纳米复合材料,来调控充放电过程中铁氧化物的体积膨胀,从而改善其循环性能。我们利用模板法分别制备了,核壳管状的Fe304/碳、核壳链状的Fe3O4/碳、双空心链状的Fe2SiO4/碳以及核壳方块状Fe304/碳四种复合纳米材料。与相应的纯相材料相比,四种纳米复合材料均表现出更高的容量和更好的循环稳定性。具体内容如下:(1)利用Fe203纳米管、正硅酸乙酯(TEOS)、间苯二酚、甲醛为前驱物,通过水热法制备了 Fe2O3@SiO2@酚醛树脂复合材料,进一步进行...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的发展简史
        1.2.2 锂离子电池的结构及工作原理
    1.3 锂离子电池的电极材料
        1.3.1 正极材料
        1.3.2 负极材料
    1.4 铁氧化物作为锂离子电池负极材料的研究现状及进展
        1.4.1 各类铁氧化物纳米材料
        1.4.2 空腔结构的铁氧化物材料
        1.4.3 铁氧化物/碳复合材料
    1.5 本论文的选题依据和研究内容
    参考文献
第二章 核壳结构的Fe₃O₄纳米管/碳复合材料的制备及锂离子电池性能的研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂及仪器
        2.2.2 材料的制备
        2.2.3 产物的表征
        2.2.4 电极片的制备
        2.2.5 扣式电池的组装与性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 结构与形貌表征
        2.3.2 电化学性能测试
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 核壳结构的链状Fe₃O₄、Fe₂SiO₄/碳复合材料的制备及锂离子电池性能的研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂及仪器
        3.2.2 材料的制备
        3.2.3 产物的表征
        3.2.4 电极片的制备
        3.2.5 扣式电池的组装与性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构与形貌表征
        3.3.2 电化学性能测试
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 核壳结构的立方块状Fe₃O₄/碳复合材料的制备及锂离子电池性能的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂及仪器
        4.2.2 材料的制备
        4.2.3 产物的表征
        4.2.4 电极片的制备
        4.2.5 扣式电池的组装与性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构与形貌表征
        4.3.2 电化学性能测试
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
攻读硕士期间取得的成果



本文编号：3744677