Co 3 V 2 O 8 /RGO/C纳米纤维负极材料的电化学性能研究

发布时间：2021-05-08 06:59

　　由于矿物燃料的消耗,全球变暖的威胁日益增加,要求我们亟需采取新的战略来利用取之不尽的能源。锂离子电池（LIBs）是传统能源的潜在替代品,目前被广泛应用于混合动力汽车（HEVs）、可穿戴、各种便携式电子设备行业。虽然石墨作为商业LIBs的负极材料,但它的低容量(372 mAh g^-1)难以满足下一代LIBs对高能量/功率密度日益增长的需求。混合过渡金属氧化物因为理论容量大、成本低、毒性小和来源广,将其考虑作为石墨负极的替代材料具有极大的应用潜力。特别是金属钒酸盐,二元金属氧化物钒酸钴具有高电化学活性,是钴和钒之间协同作用的结果。本课题采取静电纺丝技术、高温煅烧和水热还原等途径成功研制出钒酸钴纳米纤维（Co₃V₂O₈）、钒酸钴/石墨烯复合纳米纤维（Co₃V₂O₈/RGO）和钒酸钴/石墨烯/碳纳米纤维复合材料（Co₃V₂O₈/RGO/C）三种材料作为LIBs负极。具体研究内容... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简介
        1.2.1 锂离子电池的历史与发展
        1.2.2 锂离子电池的工作原理
        1.2.3 锂离子电池的特点
        1.2.4 锂离子电池的组成
    1.3 过渡金属氧化物负极材料
        1.3.1 过渡金属氧化物负极材料的特点
        1.3.2 过渡金属氧化物负极材料的纳米化改性
        1.3.3 过渡金属氧化物负极材料石墨烯复合改性
        1.3.4 过渡金属氧化物负极材料碳纤维复合改性
    1.4 静电纺丝技术概述
        1.4.1 静电纺丝原理
        1.4.2 静电纺丝技术的应用
        1.4.3 纤维负极材料
    1.5 本课题的研究意义和内容
        1.5.1 课题的研究意义
        1.5.2 课题研究内容
第二章 钒酸钴纳米纤维的制备和电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 Co_3V_2O_8 纳米纤维的制备
        2.2.4 Co_3V_2O_8 纳米纤维电极的制备
        2.2.5 电池的装配
    2.3 材料表征与测试
        2.3.1 热重(TG)
        2.3.2 X-射线衍射(XRD)
        2.3.3 全自动比表面积测试(BET)
        2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.5 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.6 电化学性能
            2.3.6.1 循环伏安测试
            2.3.6.2 充放电性能测试
            2.3.6.3 倍率性能测试
            2.3.6.4 交流阻抗测试
    2.4 实验结果与分析
        2.4.1 Co_3V_2O_8 纳米纤维的表征分析
        2.4.2 Co_3V_2O_8 纳米纤维的电化学性能分析
    2.5 本章小结
第三章 钒酸钴/石墨烯复合纳米纤维的制备和电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料和仪器
        3.2.2 Co_3V_2O_8/RGO复合纳米纤维的制备
        3.2.3 Co_3V_2O_8/RGO复合纳米纤维电极的制备
        3.2.4 电池的装配
    3.3 材料表征与测试
        3.3.1 Co_3V_2O_8/RGO复合纳米纤维表征
        3.3.2 Co_3V_2O_8/RGO复合纳米纤维电池的性能测试
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 Co_3V_2O_8/RGO复合纳米纤维的表征分析
        3.4.2 Co_3V_2O_8/RGO复合纳米纤维的电化学性能分析
    3.5 本章小结
第四章 钒酸钴/石墨烯/碳纳米纤维复合材料的制备和电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料和仪器
        4.2.2 Co_3V_2O_8/RGO/C复合纳米纤维的制备
        4.2.3 Co_3V_2O_8/RGO/C复合纳米纤维电极的制备
        4.2.4 电池的组装
    4.3 材料表征与测试
        4.3.1 Co_3V_2O_8/RGO/C材料表征
        4.3.2 Co_3V_2O_8/RGO/C复合纳米纤维电池的性能测试
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 Co_3V_2O_8/RGO/C复合纳米纤维的表征分析
        4.4.2 Co_3V_2O_8/RGO/C复合纳米纤维的电化学性能分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]Ultrathin Al2O3-coated reduced graphene oxide membrane for stable lithium metal anode[J]. Fan Zhang,Fei Shen,Zhao-Yang Fan,Xin Ji,Bin Zhao,Zhou-Ting Sun,Ying-Ying Xuan,Xiao-Gang Han.  Rare Metals. 2018(06)
[2]锂离子电池正极材料的研究现状和展望[J]. 曹艳军,龙翔云,程云峰.  化工技术与开发. 2007(03)
[3]锂离子电池工业的发展与展望[J]. 胡绍杰,徐保伯.  电池. 2000(04)

硕士论文
[1]电动汽车电池充电系统设计[D]. 谢信奇.杭州电子科技大学 2017



本文编号：3174891