钛基氧化物/石墨烯气凝胶复合物的合成及其电化学行为研究

发布时间：2024-02-22 17:58

　　作为最具发展前景的锂离子电池负极材料,尖晶石型钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂(LTO)因其具有高电压平台(1.55V,vs.Li/Li⁺)、“零应变”特性、良好的稳定性和显著的循环性能而备受国内外学者关注。然而,LTO材料也由一定的缺点,其电子导电性差的缺陷很大的阻碍了其在电池负极材料领域的广泛应用。故而,研究人员一直努力探究对钛酸锂材料改性的方法,使LTO材料的电子导电性能得到改善。石墨烯具有稳定的结构,并且其导电性能优异、比表面积大,将其与LTO复合已成为锂电池负极材料相关研究中的热门课题。但是,相关研究发现,将二维结构的石墨烯应用于锂电池的负极材料中存在很大的缺陷,很容易造成材料的团聚以致影响其性能。因此,本文通过对片层结构石墨烯自组装实现材料三维孔结构化,形成三维海绵体的石墨烯的气凝胶,将这种三维海绵体石墨烯气凝胶与LTO相复合以达到提高材料的电化学性能的目的。本文将二维石墨烯的结构自组装化,制作成三维结构海绵体石墨烯气凝胶,将其作为导电添加剂与LTO纳米片进行复合,加入少量的葡萄糖作为复合材料的...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1圆柱型电池结构示意图

一直处于从正极游离到负极而又重新回到正极的状态，如同一把摇椅，Li+在摇椅之间来回的运动，相当于一种浓度差电池，因此这个电化学储能体系被称作“摇椅式电池”[9,14]。锂离子电池具有以下几种类型：①圆柱型锂离子电池；②方型锂离子电池；③纽扣型锂离子电池；④平板型聚合物锂离子电....

图1-2锂离子电池工作原理示意图

不易加工和保存，并且在使用时也存在诸多不便。所以，很长没有受到应用。直到1990年，Sony公司成功研制出了世界上离子电池，这项发明成为锂离子电池发展历史上的又一大突破锂离子电池的工作原理离子电池的基本工作原理如下图所示[23]：图1-2为LiCoO2/石为钴酸锂，负极材....

图1-3不同二次电池质量能量密度和体积能量密度比较

MH）二次电池的三倍，约为密封铅酸电池电压的两倍[27,28]。2)能量密度高。不同电池种类质量能量密度和体积能量密度比较示意图如图1-3所示，可以看出锂离子电池在比能量上具有非常明显的优势，其比能量达到了180Wh/kg。图1-3不同二次电池质量能量密度和体积能量密....

图1-4几种金属氧化物的理论比容量和首次充放电比容量图（黑色：理论比容量；浅灰色：首次充电比容量；深灰色：首次放电比容量）

忆效应。可随时进行充放电，并且可反复使用，不必像Ni-Cd电充电前需要先进行放电。能快速进行充放电，30min后容量能够子电池中不含有任何重金属，如铅、汞等，被称为“绿色电子电池负极材料概述年，Taraston等[31]人首次提出了将过渡金属氧化物用于锂离子并探究其研究结果。与....

本文编号：3907041