锂离子电池负极材料TiO 2 与TiO 2 /GO的制备及电化学性能研究
发布时间：2020-12-30 16:23
目前,锂离子电池在便携式电子产品中得到广泛地应用,负极材料常用的是石墨,但是在过充电的情况下存在安全隐患。并且随着混合动力汽车、纯电动汽车以及其他高能量储能设备的应用,对锂离子电池的性能提出更高的要求,因此,需要寻找可以代替传统石墨的新负极材料。二氧化钛（TiO2）对环境友好,成本低廉、在锂离子嵌入/脱出的过程中结构稳定,以及可以避免金属锂的沉积具有更高的安全性,在高能量储存中具有很大的发展潜力。但是TiO2作为锂离子电池负极材料,存在电子导电性和锂离子扩散性不佳的缺点,为了弥补这两点不足,本文从微观结构以及与导电性好的材料复合的角度出发,设计合成了中空十面体锐钛矿TiO2和纳米棒自组装金红石型TiO2球。以及通过溶剂热法分别制备了两种结构不同的TiO2/氧化石墨烯（GO）复合材料。分别研究了他们的储锂性能,主要研究结果如下:（1）当HF加入量为0.09mL时,成功通过水热法制备出具有（001）晶面的中空十面体锐钛矿TiO2。中空十面体锐钛矿TiO2展现出优异的电化学性能,0.1C下首次放电比容量为196.4mAh?g-1,首次不可逆损失仅为13.29%,表现出良好的结构稳定性。（2）...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂离子电池概述
1.2.1 锂离子电池的构造及重要组成
1.2.2 锂离子电池工作原理
2负极材料的特点及研究进展"> 1.3 TiO2负极材料的特点及研究进展
2负极材料的特点"> 1.3.1 TiO2负极材料的特点
2负极材料的研究进展"> 1.3.2 TiO2负极材料的研究进展
1.4 本课题的研究意义和内容
1.4.1 本课题的研究目的
1.4.2 本课题的主要内容
第2章 实验研究方法
2.1 实验所需的药品与仪器
2.1.1 主要实验试剂
2.1.2 主要实验仪器
2.2 材料的形貌与结构表征
2.2.1 X射线衍射测试（XRD）
2.2.2 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
2.3 电极材料的制备
2电极材料的制备"> 2.3.1 中空十面体锐钛矿型TiO2电极材料的制备
2的制备"> 2.3.2 棒状自组装球结构金红石型TiO2的制备
2/GO复合材料（3DTG）的制备"> 2.3.3 三维锐钛矿TiO2/GO复合材料（3DTG）的制备
2/GO复合材料（TG）的制备"> 2.3.4 二维锐钛矿TiO2/GO复合材料（TG）的制备
2.4 电池的组装及电化学性能测试
2.4.1 电极片的制备
2.4.2 电池的组装
2.4.3 恒电流充放电测试
2.4.4 循环伏安测试
2.4.5 交流阻抗测试
2的制备及电化学性能研究">第3章 不同晶型TiO2的制备及电化学性能研究
3.1 引言
2的结果与讨论"> 3.2 中空十面体锐钛矿TiO2的结果与讨论
2纳米材料的生成机理"> 3.2.1 中空十面体TiO2纳米材料的生成机理
2纳米材料的物性分析"> 3.2.2 中空十面体TiO2纳米材料的物性分析
2纳米材料的微观形貌与结构分析"> 3.2.3 中空十面体TiO2纳米材料的微观形貌与结构分析
3.2.4 不同体积的HF对样品形貌和结构的影响
2纳米材料的电化学性能测试"> 3.2.5 锐钛矿TiO2纳米材料的电化学性能测试
2微球的结果与讨论"> 3.3 棒状自组装金红石型TiO2微球的结果与讨论
2微球的物性分析"> 3.3.1 棒状自组装金红石型TiO2微球的物性分析
2微球的微观形貌与结构分析"> 3.3.2 棒状自组装金红石型TiO2微球的微观形貌与结构分析
2微球的电化学性能测试"> 3.3.3 棒状自组装金红石型TiO2微球的电化学性能测试
3.4 本章小结
2/GO复合材料的制备及电化学性能的研究">第4章 锐钛矿TiO2/GO复合材料的制备及电化学性能的研究
4.1 引言
2/GO复合材料（3DTG）的结果与讨论"> 4.2 三维TiO2/GO复合材料（3DTG）的结果与讨论
4.2.1 氧化石墨烯的拉曼分析以及 3DTG的XRD分析
4.2.2 氧化石墨烯及 3DTG的微观形貌与结构表征
2/GO复合材料 3DTG的热重-差热分析"> 4.2.3 三维TiO2/GO复合材料 3DTG的热重-差热分析
2/GO复合材料 3DTG的电化学性能测试"> 4.2.4 三维TiO2/GO复合材料 3DTG的电化学性能测试
2/GO复合材料（TG）的结果与讨论"> 4.3 二维TiO2/GO复合材料（TG）的结果与讨论
4.3.1 氧化石墨烯GO和复合材料TG的物性分析
2和TG的微观结构分析"> 4.3.2 纯TiO2和TG的微观结构分析
2和TG的电化学性能测试"> 4.3.3 纯TiO2和TG的电化学性能测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳膨胀乙醇体系中碳基金属复合物的合成及其催化和电化学性能(英文)[J]. 王凌燕,禚林海,赵凤玉. 催化学报. 2016(02)
[2]雾霾环境责任立法创新研究——基于现代环境责任的视角[J]. 王波,郜峰. 中国软科学. 2015(03)
[3]{001} facets dominated anatase TiO2 : Morphology, formation/etching mechanisms and performance[J]. ZHANG HaiMin,LIU XiaoLu,LI YiBing,LI Ying,ZHAO HuiJun. Science China(Chemistry). 2013(04)
博士论文
[1]基于石墨烯的高性能锂离子电池负极材料的研究[D]. 蔡丹丹.华南理工大学 2014
[2]锂离子电池负极材料TiO2的制备及性质研究[D]. 闫霄.吉林大学 2014
硕士论文
[1]锂离子电池二氧化钛负极材料的制备及其电化学性质的研究[D]. 陈琳.新疆大学 2012
本文编号：2947941
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 锂离子电池概述
1.2.1 锂离子电池的构造及重要组成
1.2.2 锂离子电池工作原理
2负极材料的特点及研究进展"> 1.3 TiO2负极材料的特点及研究进展
2负极材料的特点"> 1.3.1 TiO2负极材料的特点
2负极材料的研究进展"> 1.3.2 TiO2负极材料的研究进展
1.4 本课题的研究意义和内容
1.4.1 本课题的研究目的
1.4.2 本课题的主要内容
第2章 实验研究方法
2.1 实验所需的药品与仪器
2.1.1 主要实验试剂
2.1.2 主要实验仪器
2.2 材料的形貌与结构表征
2.2.1 X射线衍射测试（XRD）
2.2.2 场发射扫描电子显微镜（FESEM）
2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
2.3 电极材料的制备
2电极材料的制备"> 2.3.1 中空十面体锐钛矿型TiO2电极材料的制备
2的制备"> 2.3.2 棒状自组装球结构金红石型TiO2的制备
2/GO复合材料（3DTG）的制备"> 2.3.3 三维锐钛矿TiO2/GO复合材料（3DTG）的制备
2/GO复合材料（TG）的制备"> 2.3.4 二维锐钛矿TiO2/GO复合材料（TG）的制备
2.4 电池的组装及电化学性能测试
2.4.1 电极片的制备
2.4.2 电池的组装
2.4.3 恒电流充放电测试
2.4.4 循环伏安测试
2.4.5 交流阻抗测试
2的制备及电化学性能研究">第3章 不同晶型TiO2的制备及电化学性能研究
3.1 引言
2的结果与讨论"> 3.2 中空十面体锐钛矿TiO2的结果与讨论
2纳米材料的生成机理"> 3.2.1 中空十面体TiO2纳米材料的生成机理
2纳米材料的物性分析"> 3.2.2 中空十面体TiO2纳米材料的物性分析
2纳米材料的微观形貌与结构分析"> 3.2.3 中空十面体TiO2纳米材料的微观形貌与结构分析
3.2.4 不同体积的HF对样品形貌和结构的影响
2纳米材料的电化学性能测试"> 3.2.5 锐钛矿TiO2纳米材料的电化学性能测试
2微球的结果与讨论"> 3.3 棒状自组装金红石型TiO2微球的结果与讨论
2微球的物性分析"> 3.3.1 棒状自组装金红石型TiO2微球的物性分析
2微球的微观形貌与结构分析"> 3.3.2 棒状自组装金红石型TiO2微球的微观形貌与结构分析
2微球的电化学性能测试"> 3.3.3 棒状自组装金红石型TiO2微球的电化学性能测试
3.4 本章小结
2/GO复合材料的制备及电化学性能的研究">第4章 锐钛矿TiO2/GO复合材料的制备及电化学性能的研究
4.1 引言
2/GO复合材料（3DTG）的结果与讨论"> 4.2 三维TiO2/GO复合材料（3DTG）的结果与讨论
4.2.1 氧化石墨烯的拉曼分析以及 3DTG的XRD分析
4.2.2 氧化石墨烯及 3DTG的微观形貌与结构表征
2/GO复合材料 3DTG的热重-差热分析"> 4.2.3 三维TiO2/GO复合材料 3DTG的热重-差热分析
2/GO复合材料 3DTG的电化学性能测试"> 4.2.4 三维TiO2/GO复合材料 3DTG的电化学性能测试
2/GO复合材料（TG）的结果与讨论"> 4.3 二维TiO2/GO复合材料（TG）的结果与讨论
4.3.1 氧化石墨烯GO和复合材料TG的物性分析
2和TG的微观结构分析"> 4.3.2 纯TiO2和TG的微观结构分析
2和TG的电化学性能测试"> 4.3.3 纯TiO2和TG的电化学性能测试
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳膨胀乙醇体系中碳基金属复合物的合成及其催化和电化学性能(英文)[J]. 王凌燕,禚林海,赵凤玉. 催化学报. 2016(02)
[2]雾霾环境责任立法创新研究——基于现代环境责任的视角[J]. 王波,郜峰. 中国软科学. 2015(03)
[3]{001} facets dominated anatase TiO2 : Morphology, formation/etching mechanisms and performance[J]. ZHANG HaiMin,LIU XiaoLu,LI YiBing,LI Ying,ZHAO HuiJun. Science China(Chemistry). 2013(04)
博士论文
[1]基于石墨烯的高性能锂离子电池负极材料的研究[D]. 蔡丹丹.华南理工大学 2014
[2]锂离子电池负极材料TiO2的制备及性质研究[D]. 闫霄.吉林大学 2014
硕士论文
[1]锂离子电池二氧化钛负极材料的制备及其电化学性质的研究[D]. 陈琳.新疆大学 2012
本文编号：2947941
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2947941.html
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