本文關(guān)鍵詞：碳包覆鐵酸鋅作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：從便攜式電子設(shè)備到電動(dòng)汽車,鋰離子電池由于具有高于其他充電電池的能量密度而受到了巨大的關(guān)注。負(fù)極材料是影響鋰離子電池性能的重要因素。當(dāng)前,石墨由于來源豐富、價(jià)格低廉以及循環(huán)壽命較長等一系列優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用為鋰離子電池的負(fù)極材料。然而,石墨存在理論容量較低(372 mAhg~(-1))和安全隱患等問題,因此,越來越多的研究人員投入到新型負(fù)極材料的研究中。ZnFe_2O_4憑借其較高的理論比容量、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而成為最具潛力的負(fù)極材料之一,吸引了大量研究人員的注意。表面包覆碳層可以改善材料的電化學(xué)性能的機(jī)理有以下兩點(diǎn):一是碳層的存在可以為離子和電子提供通道,增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性能;二是可以抑制電極材料粒子間的團(tuán)聚,提高活性物質(zhì)的利用率。碳層作為緩解層可以緩解材料由于體積膨脹以及收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力。從制備工藝、產(chǎn)品生產(chǎn)以及材料來源等方面考慮,碳包覆的這種方法利于實(shí)施且應(yīng)用較為廣泛。本論文主要的研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)采用水熱法以及高溫煅燒的方法制備出ZnFe_2O_4/C復(fù)合材料,通過碳包覆的方法來提高材料的導(dǎo)電性能。并研究了葡萄糖的添加量、酒石酸鉀鈉的添加量以及煅燒溫度對復(fù)合材料性能的影響。通過SEM、XRD、TEM以及拉曼光譜分析對材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,通過伏安曲線、循環(huán)伏安曲線、充放電曲線、倍率性能測試以及交流阻抗圖譜等研究手段對材料進(jìn)行電化學(xué)性能方面的測試。得出添加0.4 g的葡萄糖、0.5 mmol的酒石酸鉀鈉以及在600℃的煅燒溫度下復(fù)合材料具有最好的電化學(xué)性能。(2)在電極制備過程中,添加不同的粘結(jié)劑做對比。通過伏安曲線、循環(huán)伏安曲線、充放電曲線、速率特性曲線等電化學(xué)測試對添加不同粘結(jié)劑的復(fù)合材料的電化學(xué)性能進(jìn)行表征。在100 m A g-1的電流密度下,循環(huán)100圈之后,以CMC為粘結(jié)劑的復(fù)合材料的放電比容量可以達(dá)到742.5 mAhg~(-1),容量保持率可以達(dá)到71.2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以PVDF為粘結(jié)劑的復(fù)合材料。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 前言11
• 1.2 鋰離子電池簡介11-14
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展11-12
• 1.2.2 鋰離子電池原理12-14
• 1.3 鋰離子電池負(fù)極材料14-25
• 1.3.1 碳基負(fù)極材料15-21
• 1.3.2 合金類負(fù)極材料21-23
• 1.3.3 金屬氧化物負(fù)極材料23-24
• 1.3.4 金屬硫化物/氮化物負(fù)極材料24-25
• 1.3.5 其他負(fù)極材料25
• 1.4 電解液25-27
• 1.4.1 有機(jī)溶劑26-27
• 1.4.2 電解質(zhì)27
• 1.4.3 功能添加劑27
• 1.5 本文的主要工作及意義27-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分29-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器29-30
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品29-30
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器30
• 2.2 材料的表征30-31
• 2.2.1 X射線衍射分析儀30-31
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡31
• 2.2.3 透射電子顯微鏡31
• 2.2.4 拉曼光譜分析31
• 2.3 電極的制備和電池的組裝31-33
• 2.3.1 電極的制備31-32
• 2.3.2 電池的組裝32-33
• 2.4 電化學(xué)性能測試33-35
• 2.4.1 充放電測試33
• 2.4.2 循環(huán)伏安法測試33-34
• 2.4.3 交流阻抗圖譜分析34-35
• 第三章 碳包覆鐵酸鋅的制備及電化學(xué)性能35-60
• 3.1 引言35-36
• 3.2 不同質(zhì)量葡萄糖對ZnFe_2O_4/C復(fù)合材料的影響36-42
• 3.2.1 ZnFe_2O_4/C的制備過程36-37
• 3.2.2 ZnFe_2O_4/C結(jié)構(gòu)模擬圖37
• 3.2.3 X射線衍射分析37-38
• 3.2.4 掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡38-39
• 3.2.5 電池的組裝39-40
• 3.2.6 伏安曲線40
• 3.2.7 循環(huán)伏安曲線40-41
• 3.2.8 充放電曲線41-42
• 3.3 酒石酸鉀鈉(C_4H_6O_6KNa)對ZnFe_2O_4/C復(fù)合材料的影響42-48
• 3.3.1 ZnFe_2O_4/C-C_4H_6O_6KNa復(fù)合材料的制備43
• 3.3.2 X射線衍射分析43-44
• 3.3.3 掃描電子顯微鏡44-45
• 3.3.4 電池的組裝45
• 3.3.5 伏安曲線45-46
• 3.3.6 循環(huán)伏安曲線46-47
• 3.3.7 充放電曲線47-48
• 3.4 不同燒結(jié)溫度對ZnFe_2O_4/C復(fù)合材料的影響48-59
• 3.4.1 樣品的制備48-49
• 3.4.2 X射線衍射分析49
• 3.4.3 拉曼光譜分析49-50
• 3.4.4 掃描電子顯微鏡50-51
• 3.4.5 透射電子顯微鏡51-52
• 3.4.6 電池的組裝52
• 3.4.7 伏安曲線52-54
• 3.4.8 循環(huán)特性曲線54-55
• 3.4.9 充放電曲線55-56
• 3.4.10 速率特性56-58
• 3.4.11 交流阻抗圖譜58-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 第四章 不同粘結(jié)劑對ZnFe_2O_4/C復(fù)合材料的影響60-65
• 4.1 引言60
• 4.2 電極的制備60-61
• 4.3 伏安曲線61
• 4.4 循環(huán)伏安曲線61-62
• 4.5 充放電曲線62-63
• 4.6 速率特性63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 第五章 全文總結(jié)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-77
• 研究生期間取得的科研成果77-78
• 致謝78

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