水热/溶剂热法还原氧化石墨烯及其蒽醌复合物的电化学性能研究

发布时间：2021-08-11 05:02

　　可再生能源储能及电动汽车的快速发展对锂离子电池的性能提出了越来越高的要求。基于氧化石墨烯（GO）的碳材料由于其独特的结构和优异的性能成为最具潜力的新型储能正极电池材料之一，因此，研究基于GO的碳材料及其复合材料具有十分重要的意义。本文制备了GO、还原氧化石墨烯（RGO）及还原氧化石墨烯/蒽醌复合物（RGO/AQ）。在此基础上研究它们的电化学性能，并尝试探讨GO及RGO的储锂机理。主要的研究内容及成果如下：（1）通过Hummers法制备了GO，利用X-射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）、扫描电镜（SEM）、恒电流充放电及循环伏安（CV）对其化学组成、热稳定性、表面形貌及电化学性能进行了表征和分析。结果表明，GO结构中有很多的含氧基团且其热稳定性不好。首次充放电曲线都有平台，25mAg-1的充放电电流密度下首次放电和充电比电容量分别为282和314mAh g-1。但材料的循环性能还不是很理想，稳定容量约为126mAh g-1。（2）对上述制备的GO分别进行水热及混合溶剂热还原，通过FTIR、TG、恒电流充放电、CV及交流阻抗（EIS）对得到的水热还原氧化石墨烯（HR... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【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 引言
    1.2 锂离子电池概述
        1.2.1 锂离子电池的发展
        1.2.2 锂离子电池的工作原理及其特点
    1.3 常见的锂离子电池正极材料
        1.3.1 层状正极材料 LiMO_2(M = Co, Ni, Mn)
        1.3.2 尖晶石型锰酸锂（LiMn_2O_4）
        1.3.3 橄榄石型磷酸亚铁锂（LiFePO_4)
    1.4 氧化石墨烯
        1.4.1 氧化石墨烯的结构
        1.4.2 氧化石墨烯的性质
        1.4.3 氧化石墨烯的制备方法
        1.4.4 氧化石墨烯的还原法
    1.5 （部分还原)氧化石墨烯锂离子电池正极材料的研究进展
    1.6 论文的研究意义及研究内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 创新点
第二章 实验试剂仪器及材料性能表征方法
    2.1 实验试剂与实验仪器设备
        2.1.1 实验试剂与原料
        2.1.2 实验仪器与设备
        2.1.3 材料表征设备
    2.2 扣式电池的制作
        2.2.1 扣式电池测试模块介绍
        2.2.2 电池正极片的制作
        2.2.3 扣式电池的组装
    2.3 正极材料表征方法
        2.3.1 红外光谱分析（FTIR）
        2.3.2 热重分析（TG）
        2.3.3 X-射线衍射分析（XRD）
        2.3.4 扫描电子显微镜分析（SEM）
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 恒电流充放电测试
        2.4.2 循环伏安测试（CV)
        2.4.3 交流阻抗测试（EIS）
第三章 氧化石墨烯的制备及表征
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氧化石墨的制备
        3.2.2 氧化石墨烯的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 X 射线衍射分析
        3.3.2 扫描电镜分析
        3.3.3 傅立叶红外光谱分析
        3.3.4 热重分析
        3.3.5 恒流充放电测试
        3.3.6 循环伏安测试
    3.4 本章小结
第四章 氧化石墨烯的水热/溶剂热还原及其电化学性能
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 氧化石墨烯的水热还原
        4.2.2 氧化石墨烯的混合溶剂热还原
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 颜色判断
        4.3.2 红外光谱分析
        4.3.3 热重分析
        4.3.4 恒流充放电测试
        4.3.5 循环伏安测试
        4.3.6 交流阻抗分析
        4.3.7 水热还原温度对材料电化学性能的影响
    4.4 混合溶剂热还原氧化石墨烯及其电化学性能
        4.4.1 热重分析
        4.4.2 红外光谱分析
        4.4.3 恒电流充放电测试
        4.4.4 循环伏安测试
        4.4.5 交流阻抗分析
    4.5 关于材料储锂机理的探讨
    4.6 本章小结
第五章 还原石墨烯复合物的制备及其电化学性能
    5.1 前言
    5.2 实验部分
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 恒电流充放电测试
        5.3.2 红外光谱分析
        5.3.3 循环伏安测试
    5.4 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3335508