过渡金属氧化物/纳米碳的制备及其储锂性能研究
发布时间：2021-03-03 14:19
过渡金属氧化物有着高的理论比容量、无污染环境、低合成成本等优点使之成为极具潜力的锂离子电池负极材料。然而由于本身导电性较低，并且在充放电循环过程中自身会发生较大的体积形变，最终导致其可逆比容量、循环性能和倍率性能逐渐衰退，阻碍了其在锂离子电池负极材料中的实际应用。针对过渡金属氧化物与锂离子的转换反应机理，本论文以Fe3O4为研究对象，提出纳米化和复合化双重改善措施，并把纳米复合化双重改性方法进一步扩展到TiO2嵌入型反应机理电极。本文的主要研究内容和结果如下：（1）采用碳纳米管（MWCNTs）为导电基体，依靠苯甲醇的苯环和MWCNTs上的芳环之间的π-π共轭效应，进而在MWCNTs表面引入羟基基团，游离在溶剂中的Fe3+离子通过与MWCNTs表面引入的羟基基团之间的静电作用，吸附在MWCNTs的表面，在溶剂热条件下一步合成Fe3O4/MWCNTs―核-壳‖复合材料。研究结果表明Fe3O4尺寸约为10nm，缠绕式地生长在MWCNTs表面。电极材料在充放电速率为0.1A g-1下循环100次之后所达到的可逆比容量为487mAh g-1，循环稳定性明显优于Fe3O4电极。且在2A g-1的大...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池发展综述
1.2.2 锂离子电池工作原理
1.2.3 锂离子电池优缺点
1.3 锂离子电池负极材料研究进展
1.3.1 炭基材料
1.3.2 钛基氧化物
1.3.3 硅、锡基合金材料
1.3.4 过渡金属氧化物
1.4 本论文的立题依据和研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验所用药品、试剂与仪器设备
2.2 材料表征
2.2.1 X 射线衍射仪（XRD）
2.2.2 场发射扫面电镜（FESEM）
2.2.3 高倍透射电子显微镜（HRTEM）
2.2.4 热失重分析（TG）
2.2.5 傅里叶红外光谱（FT-IR）
2.3 电极的制备、组装及性能测试
2.3.1 电极制备过程
2.3.2 扣式电池组装与测试
2.3.3 恒流充放电测试
2.3.4 倍率性能测试
2.3.5 循环伏安测试
2.3.6 交流阻抗测试
3O4/MWCNTs“核-壳”结构的制备及其储锂性能">第三章 Fe3O4/MWCNTs“核-壳”结构的制备及其储锂性能
3.1 引言
3.2 材料合成
3.3 材料的形貌与结构
3.3.1 XRD 表征结果与讨论
3.3.2 热失重测试
3.3.3 FESEM 与 HRTEM 表征结果与讨论
3.4 电化学性能测试
3.4.1 循环伏安测试
3.4.2 恒流充放电测试
3.4.3 循环性能与倍率性能测试
3.5 本章小结
3O4/纳米碳复合材料的制备、表征及储锂性能">第四章 Fe3O4/纳米碳复合材料的制备、表征及储锂性能
4.1 引言
3O4/r-GO-MWCNTs 三元纳米复合材料的制备"> 4.2 Fe3O4/r-GO-MWCNTs 三元纳米复合材料的制备
4.3 纳米复合材料的表征
4.3.1 XRD 衍射分析
4.3.2 FT-IR 分析
4.3.3 SEM 和 TEM 形貌分析
4.4 材料的电化学性能
4.4.1 循环伏安测试
4.4.2 恒流充放电测试
4.4.3 循环性能与倍率性能测试
4.4.4 交流阻抗测试
4.5 本章小结
2/石墨烯复合材料的制备及储锂性能">第五章 超细 TiO2/石墨烯复合材料的制备及储锂性能
5.1 引言
2/石墨烯复合材料的制备"> 5.2 超细 TiO2/石墨烯复合材料的制备
2/r-GO 复合材料的表征"> 5.3 超细 TiO2/r-GO 复合材料的表征
5.3.1 XRD 分析
5.3.2 FT-IR 分析
5.3.3 HRTEM 形貌分析
2/r-GO 复合材料的电化学性能"> 5.4 超细 TiO2/r-GO 复合材料的电化学性能
5.5 本章小结
第六章 结论及对进一步工作的建议
6.1 主要结论
6.2 对进一步工作的建议
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3061416
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池发展综述
1.2.2 锂离子电池工作原理
1.2.3 锂离子电池优缺点
1.3 锂离子电池负极材料研究进展
1.3.1 炭基材料
1.3.2 钛基氧化物
1.3.3 硅、锡基合金材料
1.3.4 过渡金属氧化物
1.4 本论文的立题依据和研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验所用药品、试剂与仪器设备
2.2 材料表征
2.2.1 X 射线衍射仪（XRD）
2.2.2 场发射扫面电镜（FESEM）
2.2.3 高倍透射电子显微镜（HRTEM）
2.2.4 热失重分析（TG）
2.2.5 傅里叶红外光谱（FT-IR）
2.3 电极的制备、组装及性能测试
2.3.1 电极制备过程
2.3.2 扣式电池组装与测试
2.3.3 恒流充放电测试
2.3.4 倍率性能测试
2.3.5 循环伏安测试
2.3.6 交流阻抗测试
3O4/MWCNTs“核-壳”结构的制备及其储锂性能">第三章 Fe3O4/MWCNTs“核-壳”结构的制备及其储锂性能
3.1 引言
3.2 材料合成
3.3 材料的形貌与结构
3.3.1 XRD 表征结果与讨论
3.3.2 热失重测试
3.3.3 FESEM 与 HRTEM 表征结果与讨论
3.4 电化学性能测试
3.4.1 循环伏安测试
3.4.2 恒流充放电测试
3.4.3 循环性能与倍率性能测试
3.5 本章小结
3O4/纳米碳复合材料的制备、表征及储锂性能">第四章 Fe3O4/纳米碳复合材料的制备、表征及储锂性能
4.1 引言
3O4/r-GO-MWCNTs 三元纳米复合材料的制备"> 4.2 Fe3O4/r-GO-MWCNTs 三元纳米复合材料的制备
4.3 纳米复合材料的表征
4.3.1 XRD 衍射分析
4.3.2 FT-IR 分析
4.3.3 SEM 和 TEM 形貌分析
4.4 材料的电化学性能
4.4.1 循环伏安测试
4.4.2 恒流充放电测试
4.4.3 循环性能与倍率性能测试
4.4.4 交流阻抗测试
4.5 本章小结
2/石墨烯复合材料的制备及储锂性能">第五章 超细 TiO2/石墨烯复合材料的制备及储锂性能
5.1 引言
2/石墨烯复合材料的制备"> 5.2 超细 TiO2/石墨烯复合材料的制备
2/r-GO 复合材料的表征"> 5.3 超细 TiO2/r-GO 复合材料的表征
5.3.1 XRD 分析
5.3.2 FT-IR 分析
5.3.3 HRTEM 形貌分析
2/r-GO 复合材料的电化学性能"> 5.4 超细 TiO2/r-GO 复合材料的电化学性能
5.5 本章小结
第六章 结论及对进一步工作的建议
6.1 主要结论
6.2 对进一步工作的建议
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3061416
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3061416.html
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