锂离子电池负极材料的结构调控及电化学性能研究

发布时间：2017-10-31 19:01

  本文关键词：锂离子电池负极材料的结构调控及电化学性能研究

  更多相关文章： 聚苯乙烯球 石墨烯包覆石墨化空心碳球 锂离子电池 钠离子电池

【摘要】：近年来,随着对智能电网、电动汽车以及便携式电子设备等高端电子消费品的需求不断增加,使得具有高能量、功率密度,使用寿命长的电子储能器件尤其是锂二次电池及超级电容器成为了全球研究热点。具有独特形态学和结构优势以及优异的物理化学性质(比表面积大、导电性好、化学稳定性及热稳定性优异)的空心微球在电池、双电层电容器、催化剂载体以及用于水处理的吸附剂等领域的应用中具有很大的潜力。在本论文中,设计并合成了具有新颖结构的空心微球复合材料,并研究其电化学性能：1.设计合成出一种新颖的石墨烯包覆石墨化的空心碳球,并研究了该复合材料的电化学性能。结果表明,石墨烯包覆石墨化的空心碳球在锂离子电池、钠离子电池、超级电容器储能器件中表现出优异的性能,在锂离子半电池中,0.1 Ag~(-1)电流密度下,首圈放电比容量2007 mA hg~(-1),循环100次之后,放电比容量依然有首圈充电比容量的92.4%。原因是具有薄碳层、中空、多级孔结构的石墨烯包覆石墨化的空心碳球能够促进离子的传输,而且在存储离子上提供了更多的活性位点。此外,石墨化的部分(石墨烯壳和石墨化碳层)在电子传输方面提供了一种有效的传输途径。2.以聚苯乙烯微球(PS)为硬模板,包覆氧化石墨烯(GO),钼酸盐和硫脲分别为钼源和硫源,高温煅烧去除模板,设计和合成出一种新颖结构(MoS2/C-G)的纳米复合材料。复合材料作为锂离子电池的负极材料,表现出优异的性质,MoS2/C壳能够储存锂离子,同时缩短离子传输路线,内部的石墨烯也增加了导电性,多重作用解决了在充放电过程中体积膨胀和导电性差的问题。在1 Ag~(-1)的电流密度下循环500圈后仍具有864 mA hg~(-1)可逆比容量,促进其在高倍率电池的应用。
【关键词】：聚苯乙烯球 石墨烯包覆石墨化空心碳球 锂离子电池 钠离子电池
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912;O646
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-32
• 1.1 引言16
• 1.2 空心微球的制备16-28
• 1.2.1 软模板法(Soft-Templating Approach)16-21
• 1.2.2 硬模板法(Hard-Templating Approach)21-27
• 1.2.3 无模板法(No-Templating Approach)27-28
• 1.3 空心多孔微球在锂离子电池方面的应用28-31
• 1.4 研究背景与内容31-32
• 第二章 石墨烯包覆石墨化空心碳球的制备及其多重能量存储性能研究32-51
• 2.1 引言32
• 2.2 实验部分32-37
• 2.2.1 实验材料32-33
• 2.2.2 实验方法33-34
• 2.2.3 样品表征34-35
• 2.2.4 电化学性能的测试35-37
• 2.3 结果与讨论37-50
• 2.4 结论50-51
• 第三章 MoS_2/C-G空心微球的制备及在能量存储性能研究51-65
• 3.1 引言51-52
• 3.2 实验部分52-55
• 3.2.1 实验材料52-53
• 3.2.2 实验方法53-54
• 3.2.3 样品表征54-55
• 3.2.4 电化学性能的测试55
• 3.3 结果与讨论55-64
• 3.4 结论64-65
• 第四章 结论与展望65-66
• 参考文献66-79
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况79

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本文编号：1123329