SnO 2 /石墨烯负极材料的掺杂改性及电化学储锂性能研究

发布时间：2023-04-05 05:20

　　锂离子电池因具有比容量高、循环寿命长、安全环保、无记忆等优点而被广泛应用。目前商用的锂离子电池负极材料主要是石墨,而石墨的理论容量仅为372 mAh/g,远远不能满足高性能锂离子电池的要求。二氧化锡(SnO₂)的理论容量为782mAh/g,具有价格低廉、环境友好和含量丰富等优点,是具有良好应用前景的锂离子电池负极材料之一。但是,导电能力差,且在脱/嵌锂过程中体积变化大,容易造成电极粉碎,导致其循环稳定性变差。石墨烯具有比表面积大、导电性能良好以及化学稳定性好等优点。本文结合SnO₂和石墨烯各自的特点,制备了 SnO₂/石墨烯基复合负极材料,并通过掺杂的方法对SnO₂/石墨烯复合材料进行改性,进而提高复合材料的电化学储锂性能。具体研究内容如下:(1)采用油浴法制备SnO₂/石墨烯复合材料,然后通过固-气反应对SnO₂/石墨烯进行氮掺杂,同时探究其不同配比下的电化学性能,找出SnO₂与石墨烯的最佳比例参数。实验结果表明,SnO_2...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池
        1.2.1 锂离子电池简介
        1.2.2 锂离子电池工作原理
        1.2.3 锂离子电池的特点
    1.3 锂离子电池负极材料
    1.4 石墨烯
        1.4.1 石墨烯简介
        1.4.2 石墨烯的制备
    1.5 SnO₂/石墨烯复合材料
        1.5.1 SnO₂/石墨烯复合材料简介
        1.5.2 SnO₂/石墨烯复合材料的制备
    1.6 SnO₂/石墨烯的改性
        1.6.1 SnO₂/氮掺杂石墨烯
        1.6.2 镍掺杂SnO₂/石墨烯
        1.6.3 铁掺杂SnO₂/石墨烯
    1.7 课题的理论依据与主要内容
第二章 实验原料和仪器
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 极片的制作与电池的组装
    2.4 材料的表征
        2.4.1 X射线衍射(XRD)
        2.4.2 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.4.4 热重分析
    2.5 材料的电化学性能测试
        2.5.1 循环性能
        2.5.2 倍率性能
        2.5.3 循环伏安
        2.5.4 电化学阻抗谱
第三章 氮掺杂石墨烯负载不同配比SnO₂的电化学性能研究
    3.1 样品的制备
    3.2 实验结果分析
        3.2.1 XRD
        3.2.2 热重分析
        3.2.3 形貌分析
        3.2.4 XPS分析
        3.2.5 循环充放电
        3.2.6 倍率性能
        3.2.7 循环伏安
        3.2.8 阻抗分析
    3.3 本章小结
第四章 石墨烯负载镍掺杂SnO₂的电化学性能研究
    4.1 样品的制备
    4.2 实验结果分析
        4.2.1 XRD
        4.2.2 热重分析
        4.2.3 形貌分析
        4.2.4 XPS分析
        4.2.5 循环充放电
        4.2.6 倍率性能
        4.2.7 循环伏安
        4.2.8 阻抗分析
    4.3 本章小结
第五章 石墨烯负载铁掺杂SnO₂的电化学性能研究
    5.1 样品的制备
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 XRD
        5.2.2 热重分析
        5.2.3 形貌分析
        5.2.4 XPS分析
        5.2.5 循环充放电
        5.2.6 倍率性能
        5.2.7 循环伏安
        5.2.8 阻抗分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3782808