石墨烯/二氧化钛复合物的制备、修饰及其储锂性能研究

发布时间：2021-10-16 16:38

　　锂离子电池能量密度大，工作电压高，循环寿命长，在便携式电子器件、电动汽车、电力并网、航天等诸多领域有着广泛应用。随着能源危机和环境恶化，清洁能源的开发和存储成为材料学研究的热点，锂离子电池的研究也越来越受到研究者的重视。现阶段，锂离子电池的容量和安全性还有待进一步提高，而电极材料作为锂离子电池的重要组成，对锂离子电池的性能起着关键作用。因此，锂离子电池电极材料的研究具有重要意义。本论文通过水热反应、离子交换和热处理制备了石墨烯/二氧化钛（B）纳米卷绕物。石墨烯卷具有出色的导电性，有利于电荷的转移；其表面众多的纳米孔能够提供大量的嵌锂位置，有利于锂离子的嵌入；独特的卷绕式结构有利于维持复合物嵌锂/脱锂过程中结构的稳定，防止活性物质的剥落，还能够限制二氧化钛（B）表面羟基与电解液的副反应。该复合物在0.1C倍率下首次可逆比容量可达232mAh g-1，库伦效应为85%。该复合物具有典型的赝反应储锂特性，在10C的高倍率下循环300次后，其比容量仍能保持在153mAh g-1，容量保持率高达94%，展示出优异的储锂性能。本论文采用水浴法制备了分层状MnO2纳米片修饰的石墨烯/二氧化钛（B）卷... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池的组成及工作原理
    1.3 锂离子电池负极材料
        1.3.1 碳负极材料
        1.3.2 过渡金属氧化物负极材料
    1.4 本论文的研究目的及主要内容
        1.4.1 本论文的研究目的
        1.4.2 本论文研究的主要内容
2 实验原料、仪器及方法
    2.1 实验原料和试剂
    2.2 主要实验仪器
    2.3 样品结构、组分表征方法
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 透射电子显微镜
        2.3.3 X 射线衍射分析
        2.3.4 比表面积及孔结构分析
        2.3.5 傅里叶转换红外光谱
        2.3.6 激光拉曼光谱
        2.3.7 热重分析
    2.4 电化学研究方法
        2.4.1 电极制备与电池组装
        2.4.2 循环伏安法
        2.4.3 恒电流充放电测试
3 石墨烯/二氧化钛复合物的制备及其储锂性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 石墨烯/二氧化钛复合物的制备
        3.2.2 样品表征
        3.2.3 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.0 石墨烯/二氧化钛纳米卷绕复合物的生成过程
        3.3.1 石墨烯/二氧化钛纳米卷绕复合物的构造
        3.3.2 比表面积及孔结构分析
        3.3.3 X 射线衍射分析
        3.3.4 拉曼光谱分析
        3.3.5 红外光谱分析
        3.3.6 热重分析
        3.3.7 循环伏安测试
        3.3.8 恒电流充放电测试
    3.4 本章小结
4 二氧化锰/石墨烯/二氧化钛复合物的制备及其储锂性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 二氧化锰/石墨烯/二氧化钛复合物的制备
        4.2.2 样品表征
        4.2.3 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 X 射线衍射分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 比表面积及孔结构分析
        4.3.4 红外光谱分析
        4.3.5 拉曼光谱分析
        4.3.6 热重分析
        4.3.7 循环伏安分析
        4.3.8 恒电流充放电测试
    4.4 本章小结
5 二氧化锡/石墨烯/二氧化钛复合物的制备及其储锂性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 二氧化锡/石墨烯/二氧化钛复合物的制备
        5.2.2 样品表征
        5.2.3 电化学性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 形貌分析
        5.3.2 比表面积及孔结构分析
        5.3.3 X 射线衍射分析
        5.3.4 红外光谱分析
        5.3.5 热重分析
        5.3.6 循环伏安分析
        5.3.7 恒电流充放电测试
    5.4 本章小结
6 结论与展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
    B. 作者在攻读硕士学位期间发明的专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池硬碳负极材料研究进展[J]. 孙颢,蒲薇华,何向明,李建军,姜长印,万春荣.  化工新型材料. 2005(11)



本文编号：3440150