锰氧化物微纳结构设计、构筑及储锂性能

发布时间：2023-02-10 19:05

　　锂离子电池因具备高能量/功率密度、高容量、长寿命等特性,已广泛应用于小型电子器件、智能储能系统和交通电动车等领域,但锂离子电池负极材料仍然是限制其发展的关键要素。近年来,寻求具有高容量、长寿命的理想锂离子电池负极材料成为关注的焦点。其中,锰氧化物在安全性、自然储量和环境友好等方面具有突出优势,并且其理论容量高、充电电位(¹.2 V)相对低于其他氧化物等特性致使其在应用上存在巨大潜力。然而,锰氧化物作为负极材料仍存在缺陷,如较低的电子电导性、较大的体积收缩/膨胀变化、较严重的团聚和粉化问题,导致可逆比容量衰减快,承受大倍率能力差。因此,本文采用纳米化策略设计和构筑锰氧化物复合材料的合理微纳结构,以改善材料的电子电导率并减缓伴随充放电循环的体积变化。本论文以由水热法获得的MnO₂为前驱体,经设计、构筑制得具有一维yolk-shell结构的Na_0.55Mn₂O₄·1.5H₂O@C纳米棒(SMOH@C)和三维氮掺杂一氧化锰/石墨烯(3DNG/MnO)复合材料,并研...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池
        1.2.1 锂离子电池工作机理
        1.2.2 锂离子电池负极材料研究现状
    1.3 纳米材料及其在锂离子电池领域的应用
        1.3.1 纳米材料
        1.3.2 纳米材料在锂离子电池领域的应用
    1.4 锰氧化物纳米材料在锂离子电池领域的应用
        1.4.1 锰氧化物纳米材料
        1.4.2 锰氧化物在锂离子电池负极的应用
    1.5 本论文的选题意义及主要研究内容
第2章 实验材料、仪器及测试方法
    2.1 实验原材料与仪器
        2.1.1 实验原料及化学试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料测试/表征方法
    2.3 电化学性能测试/表征方法
        2.3.1 锂离子电池的组装流程
        2.3.2 电化学性能测试方法
第3章 一维Na-Mn-O@C yolk-shell纳米棒结构设计、合成及电化学性能
    3.1 引言
    3.2 实验合成
    3.3 材料结构设计与表征
        3.3.1 物相与形貌分析
        3.3.2 结构表征
    3.4 电化学表征与研究
        3.4.1 电化学性能表征
        3.4.2 电化学机理研究
        3.4.3 结构与性能相关性研究
    3.5 本章小结
第4章 三维MnO/石墨烯复合材料结构设计、合成及电化学性能
    4.1 引言
    4.2 实验合成
    4.3 材料结构设计与表征
        4.3.1 物相与形貌分析
        4.3.2 结构表征
    4.4 电化学表征与研究
        4.4.1 电化学性能表征
        4.4.2 电化学机理研究
        4.4.3 结构与性能相关性研究
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
硕士期间研究成果
硕士期间参与的科研项目和获得的奖励



本文编号：3739744