隨著動(dòng)力汽車、便攜式電子設(shè)備以及能量儲(chǔ)存器件等的快速普及和發(fā)展,人類對(duì)鋰離子二次電池的需求日益增多,需要具備更高的能量密度、功率密度以及安全性。相對(duì)于常見的過渡族氧化物負(fù)極材料,過渡族碳酸鹽負(fù)極具有比容量高、儲(chǔ)量豐富和安全無毒等優(yōu)點(diǎn),并且制備工藝簡便、制備成本更低。然而,過渡族碳酸鹽導(dǎo)電性差和充放電時(shí)體積變化大等問題成為其應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸。與導(dǎo)電性高的碳材料復(fù)合是解決上述問題的有效途徑。其中與石墨烯復(fù)合是一種常見的方法,這是由于石墨烯具有超高的電子導(dǎo)電性和優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。本文針對(duì)碳酸鹽負(fù)極材料的倍率性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的改善需求,將碳酸鹽與石墨烯進(jìn)行復(fù)合,同時(shí)通過對(duì)碳酸錳的成分以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,改善其電化學(xué)反應(yīng)活性、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等,并對(duì)其儲(chǔ)鋰機(jī)理進(jìn)行深入分析。利用鈷元素?fù)诫s和石墨烯復(fù)合對(duì)碳酸錳的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性,合成出雙金屬碳酸鹽/石墨烯(Mn_xCo_1-x-x CO₃/RGO)復(fù)合材料。通過調(diào)節(jié)原料中Mn/Co摩爾比可以得到不同比例的多孔結(jié)構(gòu)的Mn_xCo_1-x-x CO... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

負(fù)極材料的不同反應(yīng)機(jī)理[5]

第 1 章 緒 論還有 LiC3等存在[8]，從而有更高的比容量(300-600 mAh g-1)。碳納米管的電化學(xué)性能與其上的缺陷有很大的關(guān)系。很多計(jì)算研究表明，隨著碳納米管上缺陷的增多，鋰離子能夠輕易的穿過管壁，進(jìn)入到管內(nèi)，從而處于一個(gè)一維的曲面內(nèi)，更利于鋰離子的傳遞和插入(圖 1-4)[9-11]。一般而言，通過強(qiáng)酸進(jìn)行酸化處理(硝酸、硫酸等)以及球磨等機(jī)械方法可以制造缺陷，從而提高其電化學(xué)性能。對(duì)于碳納米管而言，其長短[12]，手性[13]等對(duì)其性能也有較大的影響。但是由于碳納米管的制備成本較高，極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。

鋰離子能夠輕易的穿過管壁，進(jìn)入到管內(nèi)，從而處于一個(gè)一維的更利于鋰離子的傳遞和插入(圖 1-4)[9-11]。一般而言，通過強(qiáng)酸進(jìn)行酸硝酸、硫酸等)以及球磨等機(jī)械方法可以制造缺陷，從而提高其電化對(duì)于碳納米管而言，其長短[12]，手性[13]等對(duì)其性能也有較大的影響于碳納米管的制備成本較高，極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。圖 1-3 石墨一階嵌入化合物的堆垛結(jié)構(gòu)和有序模型(a)堆疊結(jié)構(gòu)；(b)有序結(jié)構(gòu)[14]Fig. 1-3 Structure of the first order embedded compounds for graphite(a) Stacking structure; (b) Order model[14]


本文編號(hào)：2920292