多孔NiO及NiO/石墨烯复合材料的可控制备与储锂性能研究

发布时间：2021-01-07 13:33

　　锂离子电池由于具有独特的优点,如能量密度高、循环寿命长、无记忆效应与无环境污染,使其成为了当今二次电池的优先研究发展的对象。负极材料是锂离子电池的四大组成成员之一,对其的改善研究工作成为锂离子电池发展的重要部分。目前实现商业化的锂离子负极材料主要是石墨类碳材料,但是它的单位电容量比较低,商业化的石墨理论容量只有372mAh/g,远远无法满足人们对高电容量锂离子电池的要求,而且其安全性比较差。因此研发具有高电容量与安全性能好的新型负极材料成为当今研究发展锂离子电池的重点。作为过渡金属氧化物的成员之一,氧化镍（NiO）具有比较高的电容量,其理论电容为718mAh/g,而且安全性能好,无毒,对环境友好。但是如同其它的过渡金属氧化物一样,导电性能差,作为锂离子负极材料时,在充放电循环过程中,具有比较大的体积膨胀粉末化,而且容易造成结构坍塌,与集流体失去接触,从而影响了其锂电性能。而研究表明,制备孔状材料或通过与石墨烯（graphene）复合等方法,可以提高其导电性,缓解在充放电时锂离子嵌入与脱出导致的体积膨胀与结构坍塌,从而改善其锂电性能。本论文采用超声沉积、氨基酸辅助水热与常温回流等方法制备... 

【文章来源】：浙江师范大学浙江省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

正极为过渡金属裡，负极为层状碳的二次裡离子电池工作原理

图1.2 graphene的结构模型Figure 1.2 structure of graphene，石墨稀是由碳原子以SP2杂化链接的单原子层构成，中最稳定的苯六元环，在理论上，厚度为0.35nm，是我料在上世纪50年中期，科学家就幵始研究了锂与脱出过程。在完整的石墨基面，锂离子是无法传过稀类物质一般是从端而嵌入与脱出。如果在其基面存不同。随着锂离子的嵌入，慢慢地形成为了不同的阶墨片有一层中插有锂，则称为三阶化合，最高程度嵌6，其层间距为0.37 nm。在第一次循环过程中，锂离出来的裡离子量，随着不断的循环，嵌入锂离子的量平衡。其原因是固体电if液界面形成一层膜，也成为程度很高的天然石墨炼来说，在合适的电解液中，其

SWCNTs)和多壁碳纳米管（或多层碳纳米管，Multi-walled Carbon nanotubes，MWCNTs),如图1.4。多壁管在幵始形成的时候，层与层之间很容易成为陷讲中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。应用作为锂离子负极材料时，其可逆容量的范围一般为460-1000 mAh/g之间，如湘潭大学的xiang等人[I3]用聚苯胺来制备的碳纳米管应用在锂离子电池上具有比较好的电容量，在lOOmA/g电流密度下恒流充放电，首次放电容量高达1370 mAh/g，循环20次后仍能保持728 mAh/g的可逆电容量。相对于石墨类碳

【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池3d过渡金属氧化物负极微/纳米材料[J]. 陈欣,张乃庆,孙克宁.  化学进展. 2011(10)
[2]锂离子电池及相关材料进展[J]. 黄学杰.  中国材料进展. 2010(08)

博士论文
[1]纳米结构氧化物锂离子电池负极材料研究[D]. 姚煜.复旦大学 2012
[2]过渡金属氧化物锂离子电池负极材料纳米复合化改性研究[D]. 麦永津.浙江大学 2012



本文编号：2962651