本文關(guān)鍵詞：石墨烯基多元復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究

  更多相關(guān)文章： 鋰離子電池 石墨烯 二氧化鈦 聚合物

【摘要】：鋰離子電池作為一種新型的高性能可移動電源,具有能量密度高、使用壽命長、安全性好、無污染等優(yōu)點,在新能源汽車、電力電網(wǎng)、通信基站等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用；但是現(xiàn)階段,電極材料的更新?lián)Q代成為了鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。石墨烯具備超高的導(dǎo)電性、超大的比表面積和良好的機械強度,因而成為了鋰離子電池負極材料研究的熱點,而由石墨烯為基底構(gòu)筑的多孔材料擁有更多突出的性能。石墨烯有很強的機械強度,因此其組成的多孔結(jié)構(gòu)強度很高,有助于緩解多孔結(jié)構(gòu)的拉伸壓縮性能；而且,多孔材料的通道有助于電解液的浸潤,石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性也更有利于電荷的傳輸和轉(zhuǎn)移；再有,石墨烯優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定使多孔材料能夠承受惡劣條件的沖擊。二氧化鈦具有電壓高、價格低廉、環(huán)境友好而且脫嵌鋰過程中的體積變化較小等優(yōu)勢,被認為是極具應(yīng)用潛力的鋰離子電池負極材料；但是,二氧化鈦具有電導(dǎo)率低這個致命的弱點,使得它作為電極材料的應(yīng)用受到了限制。本文以石墨烯基材料為研究對象,采用原位生長的方法在其表面構(gòu)筑二氧化鈦納米顆粒,再通過水熱的方法構(gòu)筑三維多孔結(jié)構(gòu),設(shè)計合成了一系列高性能的石墨烯基鋰離子電池負極材料。具體的研究內(nèi)容如下：(1)通過一種簡便、溫和的方法在氧化石墨烯(GO)表面原位生長Ti02納米顆粒,再通過水熱自組裝形成三維多孔骨架結(jié)構(gòu),得到Ti02納米顆粒負載的三維多孔石墨烯骨架復(fù)合材料(TiO2/GFs)。(2)為了進一步改善TiO2/GFs作為負極材料的鋰電性能,我們用原位聚合的方法,引入導(dǎo)電聚合物：聚苯胺。我們同時采用了兩種不同的方法：①先在氧化石墨烯表面聚合苯胺,然后再水熱生長金屬氧化物同時還原氧化石墨烯,得到三元雜化的復(fù)合材料。②同樣先在氧化石墨烯表面聚合苯胺,然后80℃緩慢長金屬氧化物,最后通過水熱還原氧化石墨烯,得到了二維三元雜化的納米片材料。(3)我們進一步引入導(dǎo)電聚合物聚乙烯亞胺(PEI),以聚乙烯亞胺-氧化石墨烯作為基底來生長TiO2,來構(gòu)建三元的二維納米雜化材料。先在將氧化石墨烯和聚乙烯亞胺混合,然后80℃緩慢長金屬氧化物,最后通過水熱來還原氧化石墨烯,得到了二維三元雜化的納米片材料。
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332;TM912
，

本文編號：1189258