石墨烯/石墨复合负极材料的构筑及电化学性能研究
发布时间：2023-08-16 16:39
锂离子电池因能量密度大和循环寿命长,已在便携式电子设备等诸多领域广泛使用。石墨是目前商品化锂离子电池负极材料。石墨具有资源丰富、价格低廉和性能稳定的优点,其表现出的高可逆容量,及其本身由于溶剂共插入而较少剥落的现象受到科学研究者们的关注,但它所存在的比容量、循环性能和倍率性能不理想问题,导致它并不能满足现代高性能电子设备及电动汽车的需求。因此,进一步提高石墨负极的电化学性能具有重要意义。石墨烯量子点是1-2 nm的新型碳材料,它的引入可减少石墨表面SEI膜的形成及锂离子嵌入及脱嵌的各向异性。首先,以柠檬酸和半胱氨酸为原料通过热裂解合成石墨烯量子点,然后与石墨负极材料复合,最后在惰性气氛中于400℃下煅烧5 h制得石墨烯量子点-石墨复合物。采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射等表征手段对材料的结构和形貌进行表征。尺寸仅为1-2 nm的石墨烯量子点均匀分布在微米级石墨表面。尽管复合过程并不会影响石墨的原有晶体结构,但石墨烯量子点的加入使石墨晶体表面更平坦,导致其衍射峰强度明显增加。此外,石墨烯量子点的引入显著改善了复合材料的电导率,进而增加了复合材料的电化学响应性能。石墨烯量子点-石墨复合...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 锂离子电池简述
1.2.1 锂离子电池的发展概况
1.2.2 锂离子电池的结构特征
1.2.3 锂离子电池的工作原理
1.3 石墨负极材料
1.3.1 石墨材料简介
1.3.2 石墨负极脱嵌锂性能研究
1.3.3 石墨材料的改性研究
1.4 石墨烯
1.4.1 石墨烯介绍
1.4.2 石墨烯的制备
1.4.3 石墨烯在能源设备中的应用
1.5 石墨烯量子点
1.5.1 石墨烯量子点介绍
1.5.2 石墨烯量子点的应用
1.6 钛酸锂(Li4Ti5O12)
1.6.1 钛酸锂(Li4Ti5O12)介绍
1.6.2 钛酸锂(Li4Ti5O12)在锂离子电池中的应用
1.7 课题研究内容与意义
1.7.1 课题研究内容
1.7.2 课题研究目标
1.7.3 课题研究意义
第二章 石墨烯量子点-石墨复合负极材料
2.1 引言
2.2 实验试剂及仪器设备
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器设备
2.3 石墨烯量子点的制备
2.4 石墨烯量子点-石墨复合负极材料的制备及性能研究
2.4.1 石墨烯量子点-石墨复合负极材料的制备
2.4.2 石墨烯量子点-石墨复合材料的表征及分析
2.4.3 石墨烯量子点-石墨电极材料纽扣半电池组装
2.4.4 石墨烯量子点-石墨复合材料的电化学性能测试及分析
2.5 本章小结
第三章N掺杂石墨烯/石墨复合负极材料
3.1 引言
3.2 实验试剂及仪器设备
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器设备
3.3 石墨烯/石墨复合负极材料的制备及性能研究
3.3.1 石墨烯/石墨复合负极材料的制备
3.3.2 石墨烯/石墨复合材料的表征及分析
3.3.3 石墨烯/石墨电极材料纽扣半电池的组装
3.3.4 石墨烯/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
3.4 N掺杂石墨烯/石墨复合负极材料的制备及性能研究
3.4.1 N掺杂石墨烯/石墨复合负极材料的制备
3.4.2 N掺杂石墨烯/石墨复合材料的表征及分析
3.4.3 N掺杂石墨烯/石墨电极材料纽扣半电池的组装
3.4.4 N掺杂石墨烯/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
3.5 本章小结
第四章 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合负极材料
4.1 引言
4.2 实验试剂及仪器设备
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器设备
4.3 Li4Ti5O12/石墨复合负极材料的制备及性能研究
4.3.1 Li4Ti5O12/石墨复合负极材料的制备
4.3.2 Li4Ti5O12/石墨复合材料的表征及分析
4.3.3 Li4Ti5O12/石墨电极材料纽扣半电池的组装
4.3.4 Li4Ti5O12/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
4.4 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合负极材料的制备及性能研究
4.4.1 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合负极材料的制备
4.4.2 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合材料的表征及分析
4.4.3 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨电极材料纽扣半电池的组装
4.4.4 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
4.5 本章小结
主要结论与展望
主要结论
展望
致谢
参考文献
附录:攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：3842290
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 锂离子电池简述
1.2.1 锂离子电池的发展概况
1.2.2 锂离子电池的结构特征
1.2.3 锂离子电池的工作原理
1.3 石墨负极材料
1.3.1 石墨材料简介
1.3.2 石墨负极脱嵌锂性能研究
1.3.3 石墨材料的改性研究
1.4 石墨烯
1.4.1 石墨烯介绍
1.4.2 石墨烯的制备
1.4.3 石墨烯在能源设备中的应用
1.5 石墨烯量子点
1.5.1 石墨烯量子点介绍
1.5.2 石墨烯量子点的应用
1.6 钛酸锂(Li4Ti5O12)
1.6.1 钛酸锂(Li4Ti5O12)介绍
1.6.2 钛酸锂(Li4Ti5O12)在锂离子电池中的应用
1.7 课题研究内容与意义
1.7.1 课题研究内容
1.7.2 课题研究目标
1.7.3 课题研究意义
第二章 石墨烯量子点-石墨复合负极材料
2.1 引言
2.2 实验试剂及仪器设备
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器设备
2.3 石墨烯量子点的制备
2.4 石墨烯量子点-石墨复合负极材料的制备及性能研究
2.4.1 石墨烯量子点-石墨复合负极材料的制备
2.4.2 石墨烯量子点-石墨复合材料的表征及分析
2.4.3 石墨烯量子点-石墨电极材料纽扣半电池组装
2.4.4 石墨烯量子点-石墨复合材料的电化学性能测试及分析
2.5 本章小结
第三章N掺杂石墨烯/石墨复合负极材料
3.1 引言
3.2 实验试剂及仪器设备
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器设备
3.3 石墨烯/石墨复合负极材料的制备及性能研究
3.3.1 石墨烯/石墨复合负极材料的制备
3.3.2 石墨烯/石墨复合材料的表征及分析
3.3.3 石墨烯/石墨电极材料纽扣半电池的组装
3.3.4 石墨烯/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
3.4 N掺杂石墨烯/石墨复合负极材料的制备及性能研究
3.4.1 N掺杂石墨烯/石墨复合负极材料的制备
3.4.2 N掺杂石墨烯/石墨复合材料的表征及分析
3.4.3 N掺杂石墨烯/石墨电极材料纽扣半电池的组装
3.4.4 N掺杂石墨烯/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
3.5 本章小结
第四章 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合负极材料
4.1 引言
4.2 实验试剂及仪器设备
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器设备
4.3 Li4Ti5O12/石墨复合负极材料的制备及性能研究
4.3.1 Li4Ti5O12/石墨复合负极材料的制备
4.3.2 Li4Ti5O12/石墨复合材料的表征及分析
4.3.3 Li4Ti5O12/石墨电极材料纽扣半电池的组装
4.3.4 Li4Ti5O12/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
4.4 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合负极材料的制备及性能研究
4.4.1 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合负极材料的制备
4.4.2 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合材料的表征及分析
4.4.3 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨电极材料纽扣半电池的组装
4.4.4 石墨烯量子点-Li4Ti5O12/石墨烯/石墨复合材料的电化学性能测试及分析
4.5 本章小结
主要结论与展望
主要结论
展望
致谢
参考文献
附录:攻读硕士学位期间发表的论文
本文编号：3842290
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