静电纺丝法制备过渡金属氧化物及其在锂电池和气敏传感上的应用

发布时间：2017-12-11 05:34

  本文关键词：静电纺丝法制备过渡金属氧化物及其在锂电池和气敏传感上的应用

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【摘要】：近年来,开发新能源和环境保护是社会关注的焦点。一方面,作为已经商业化的新能源之一,由于社会的进步,对锂离子电池的性能提出了更高的要求。例如更高的可逆容量、更长的使用寿命等等。而解决这一问题的关键是开发性能更加优越的新型锂离子电池阳极材料。目前,传统的阳极材料是石墨,其循环性能较好,但是可逆容量不足。与之相反,Si材料的理论容量很高,超过石墨的十倍以上。然而由于储锂量大,循环过程中结构发生不可逆的破坏。基于以上两种材料的优缺点,过渡金属氧化物(TMO)具有较高的理论容量和较长的循环寿命。因此这类材料很有希望成为下一代锂离子电池阳极材料。另一方面,气敏传感器在环境监测方面发挥着重要作用。与其他类型的气敏传感器相比,半导体型气敏传感器的检测手段简单、灵敏度高。因此它受到了广泛地关注和研究。而半导体型气敏传感器的关键在于高性能气敏材料的制备。目前,研究较多的气敏材料有SnO_2、In_2O_3等等。开发灵敏度更高、性能更加稳定的气敏材料以及探索不同气敏材料的传感机理仍然是众多科研工作者的课题之一。本论文旨在利用静电纺丝的方法,制备一维纳米材料,并将其运用于锂离子电池阳极材料和气敏传感器上。本文具体内容总结如下:(1)用静电纺丝的方法制备出石墨烯复合的MnO纳米线。我们将氧化石墨的乙醇溶液作为静电纺丝前驱体溶剂,所制备的复合纳米线导电性和机械强度均有提高。将其运用到锂离子电池阳极材料中,我们发现在1OOmA/g的放电速率下循环150圈,可逆容量为813 mAh/g。(2)我们通过静电纺丝的方法制备了SnO_2/Nb_2O_5复合纳米线。通过BET、XPS等测试手段,对复合纳米线和纯SnO_2纳米线的比表面积以及表面状态做了系统的研究。研究表明,复合纳米线的比表面积和氧空位都有所增加,因此材料的气敏传感器件的灵敏度得到提升。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM912;TB383.1;TP212

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本文编号：1277377