本文選題：鋰離子電池 + 摻雜石墨烯��； 參考：《長春理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鋰離子電池由于具有優(yōu)越的性能而被廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備,但是隨著電動車和大規(guī)模儲能市場的發(fā)展,目前商用鋰離子電池的性能已經(jīng)不能滿足市場需求。因此,急需提升現(xiàn)有鋰離子電池的性能,而制備石墨烯與金屬氧化物復(fù)合電極材料是一種可行的方案。本文將摻雜型石墨烯與金屬氧化物進行復(fù)合,制備高性能鋰離子電池負(fù)極材料,得到了以下結(jié)果:(1)以氮摻雜的多孔石墨烯為基質(zhì),通過水熱法在其表面生長MnO_2納米線,我們成功制備了氮摻雜石墨烯/MnO_2納米線復(fù)合材料。該材料作為鋰離子電池負(fù)極材料時,在50mA/g的電流密度下表現(xiàn)出高達(dá)937.6 mAh/g的比容量。值得注意的是其具有優(yōu)越的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。在1000mA/g電流密度下,經(jīng)過2400圈的循環(huán)后,仍然維持312 mAh/g的比容量。(2)以氧化石墨為載體與SnCl_2·2H_2O、磺酸基卟啉(TPPS)進行復(fù)合后再經(jīng)過高溫碳化,我們成功制備了氮、硫雙摻雜石墨烯/SnO_2納米球復(fù)合材料,其中SnO_2的粒徑在10 nm左右。該材料用作鋰離子電池負(fù)極時,在50mA/g的電流密度下?lián)碛?60 mAh/g的比容量。經(jīng)過100圈的循環(huán)后仍然保持有845 mAh/g的比容量,表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。(3)以氧化石墨為載體與磺酸基錫卟啉(SnTPPS)進行復(fù)合,再進行高溫碳化,我們成功制備了氮、硫摻雜石墨烯/SnO_2納米球復(fù)合材料。對比物理混合方法制備的氮、硫摻雜石墨烯/SnO_2納米球復(fù)合材料,此方法更加簡單,而且復(fù)合效果更好,獲得的SnO_2粒徑更小。該材料用作鋰離子電池負(fù)極時,在50mA/g的電流密度下?lián)碛懈叩谋热萘?約為860 mAh/g。經(jīng)過100圈的循環(huán)后仍然保持有684.6 mAh/g的比容量,表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
[Abstract]:Lithium ion batteries are widely used in various portable electronic devices because of their superior performance. However, with the development of electric vehicles and large-scale energy storage market, the performance of commercial lithium ion batteries has not been able to meet the market demand. Therefore, it is urgent to improve the performance of lithium-ion batteries, and the preparation of graphene and metal oxide composite electrode materials is a feasible solution. In this paper, doped graphene and metal oxide were used to prepare high performance anode materials for lithium ion batteries. The following results were obtained: 1) MnO-2 nanowires were grown on the surface of porous graphene doped with nitrogen by hydrothermal method. The nitrogen-doped graphene / MnO _ 2 nanowire composites were successfully prepared. As a cathode material for lithium ion battery, the specific capacity of the material is up to 937.6 mAh/g at the current density of 50mA/g. It is worth noting that it has superior rate performance and cycle stability. At the current density of 1000mA/g, after a cycle of 2400 cycles, the specific capacity of 312 mAh/g was maintained. The particle size of Sn-O _ 2 nanospheres is about 10 nm, and the particle size of Sn-doped graphene / SnO-2 nanospheres is about 10 nm. The material has a specific capacity of 860 mAh/g at the current density of 50mA/g when it is used as a cathode for lithium ion batteries. After the 100th cycle, the specific capacity of 845 mAh/g was maintained, showing good cycle stability. The graphite oxide was used as the carrier to compound with the sulfonic tin porphyrin SnTPPSs, and then carbonized at high temperature. We successfully prepared nitrogen. Sulfur doped graphene / SnO2 nanospheres composites. Compared with the nitrogen and sulfur doped graphene / SnO2 nanospheres prepared by the physical mixing method, the method is simpler, the composite effect is better, and the Sno _ 2 particle size is smaller. When used as a cathode for lithium ion batteries, the material has a high specific capacity at the current density of 50mA/g, which is about 860 mg / g. After 100 cycles, the specific capacity of 684.6 mAh/g is maintained, showing good cycle stability.
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM912;TB332

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本文編號：2008714