隨著便攜式設(shè)備、綠色能源和電動(dòng)汽車的快速發(fā)展,開發(fā)高能量密度的安全儲(chǔ)能設(shè)備變得越來越重要。鋰離子電池因其高電壓、無記憶效應(yīng)、重量輕、體積小、低維護(hù)成本和自放電率低等優(yōu)點(diǎn)成為可持續(xù)發(fā)展能源的首選之一。如今,通過混合不同的化合物來合成異質(zhì)結(jié)構(gòu)改善材料的理化性能是關(guān)注的焦點(diǎn)。雙金屬氧化物和硫化物由于更高的導(dǎo)電性以及協(xié)同效應(yīng)在鋰離子存儲(chǔ)中表現(xiàn)突出成為目前研究熱點(diǎn)。本文以Zn-Co雙金屬氧化物和硫化物為主要研究對(duì)象,以稻殼纖維素和氧化石墨烯（GO）為基體通過不同的方法成功制備了ZnO/CoO@RHC、ZnO/CoO@rGO和Zn_0.76Co_0.24@rGO雙金屬復(fù)合材料,并對(duì)其進(jìn)行了XRD、Raman、XPS、BET等物理表征和電化學(xué)性能測試。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）以Co（NO₃）₂·6H₂O、Zn（NO₃）₂·6H₂O為原料,在尿素和氨水的輔助下通過溶劑熱法制備了ZnCo₂O₄

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理圖[17]

石墨,其理論容量為372 mAh g-1,是當(dāng)前鋰離子電池中最常用的負(fù)極材料,可以在0.2 V以下提供300 mAh g-1的高平穩(wěn)容量,這可以確保穩(wěn)定的充放電平臺(tái)[15]。六邊形的碳薄片在范德華力的作用下堆疊在一起。如圖1.2為石墨層的示意圖以及Li C6中Li的面內(nèi)分布。同一片上(共享sp2雜化鍵)的任何兩個(gè)碳原子之間的力比任何同時(shí)存在兩個(gè)片之間的力強(qiáng)得多。正是由于這種力的差異,鋰離子可逆的嵌入到石墨片之間提供高速率的充電和放電[19]。鋰嵌入石墨片層之間,并且相鄰的間隙位點(diǎn)將不會(huì)再與鋰離子直接結(jié)合,這導(dǎo)致石墨片的每個(gè)碳六邊形只能結(jié)合一個(gè)鋰離子,如圖1.2(b),這將直接影響和限制石墨的儲(chǔ)能密度[20]。石墨在鋰嵌入過程膨脹率低,使它們在多次充放電循環(huán)后仍保持優(yōu)越的充放電能力,這使得其成為商業(yè)鋰離子電池中最受歡迎的負(fù)極材料之一。然而這種低膨脹也會(huì)導(dǎo)致石墨負(fù)極的剝落粉化以及快速降解[21]。同時(shí),Li+在石墨中也存在擴(kuò)散能力差、充電慢等問題,因此要對(duì)石墨進(jìn)行改性。一般來說,對(duì)石墨材料進(jìn)行氧化處理,有助于展現(xiàn)更好的性能[22-23]。這可歸因于以下方面:(1)氧化處理使材料表面形成的許多缺陷以及小孔、中孔為離子向堆疊的石墨片層的深部擴(kuò)散提供了有效的傳輸途徑,從而展現(xiàn)了優(yōu)異的鋰離子存儲(chǔ)容量和循環(huán)性能。(2)氧化處理能夠在材料表面形成一層保護(hù)膜層,這樣在一定程度上抑制電池內(nèi)部SEI膜的生長,促進(jìn)Li+和e-的移動(dòng)。

(a)軟碳(b)硬碳

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮摻雜碳層包覆金屬鈷顆粒與氮摻雜石墨烯納米復(fù)合材料作為高容量鋰離子電池負(fù)極材料（英文）[J]. 耿凱明,吳俊杰,耿洪波,胡亞云,瞿根龍,潘越,鄭軍偉,顧宏偉.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)



本文編號(hào)：2933063