隨著化石能源逐漸消耗枯竭,環(huán)境狀況日益惡化,電動汽車得到了蓬勃發(fā)展,新型鋰離子電池作為性能卓越的新一代綠色電源,受到廣泛的關注與研究。鋰離子電池主要由正極材料、負極材料和電解液三部分組成。石墨電極作為傳統的商用鋰離子電池負極材料由于相對較低的理論容量(372 mAh g^-1),已不能滿足新一代電池對能量密度和使用壽命的要求。因此研究者們正致力于開發(fā)和研究新型的高能量和長使用壽命的復合材料,例如:通過煅燒金屬有機框架得到含有碳層的金屬氧化物復合材料。這種復合材料既具有獨特的框架結構,同時還結合了金屬氧化物和碳材料的優(yōu)點,這不僅提高了復合材料在充放電過程中的穩(wěn)定性,還有助于提升材料整體的導電性,得到較理想的電化學性能。本論文的相關工作主要圍繞制備鈷基金屬有機框架（MOFs）的復合材料應用于鋰離子電池負極材料。具體的研究內容主要包括以下三個工作:（1）通過共沉淀法合成了納米級別的Si@ZIF-67-600復合材料,將其作為鋰離子電池負極材料與純的ZIF-67-600框架材料以及Si納米材料進行了電化學性能比較,結果表明,在500 mA g^-1的電流... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池的種類及應用Fig1-1Thetypesandapplicationsoflithium-ionbatteries

負極材料、隔膜和電解液。正極材料一般為鈷酸鋰或者錳酸鋰等，它們通常具有嵌鋰電位較高的特點。傳統的負極材料為層狀石墨或者近似石墨結構的碳等，是一類還原電位與鋰接近的可嵌鋰的化合物，目前，除傳統的碳材料之外，常見的還有硅負極材料和過渡金屬氧化物負極材料。隔膜是一類具有微孔結構的經過特殊成型的高分子膜，可以任由鋰離子通過而不讓電子通過從而避免鋰離子電池正負極接觸發(fā)生短路的現象，常見的有聚乙烯（PE）膜、聚丙烯（PP）膜等。電解液是一類溶解有六氟磷酸鋰的碳酸脂類溶劑，是鋰離子傳導的媒介[20]。圖1-2鋰離子電池的工作原理Fig1-2TheworkingprincipleofLithium-ionbattery

1緒論740]。按照儲鋰機理的不同可以將過渡金屬氧化物分為三大類，分別是脫嵌型過渡金屬氧化物、合金型過渡金屬氧化物以及氧化還原型過渡金屬氧化物。它們的反應機理可由表1-3表示：表1-3過渡金屬氧化物儲鋰機理及反應方程式Table1-3Lithiumstoragemechanismandreactionequationoftransitionmetaloxides名稱反應方程式代表性氧化物脫嵌型過渡金屬氧化物xy-MOLiMOyyxeLiTiO2、Li4Ti5O12等合金型過渡金屬氧化物MMLixexLix-CoO、Co3O4、Fe2O3、CuO等氧化還原型過渡金屬氧化物MyyLi22Oyx2xOyLiMeSnO2、ZnO等1.4金屬有機框架（MOFs）材料的簡介1.4.1金屬有機框架（MOFs）材料的概述金屬有機框架是由金屬鹽離子與有機配體材料通過化學配位鍵組裝而成的晶體材料，同時它還是一種具有特殊周期性網絡結構的多孔材料，因此也被叫做“多孔配位聚合物”。目前，研究者們通過采用不同的金屬鹽離子去調配不同的有機配體已經構造出超過兩萬中不同的MOFs材料，且仍在不斷增加中[41-46]。圖1-3MOFs材料的應用Fig1-3TheapplicationofMOFsmaterials相比較于其他種類的多孔材料（沸石、分子篩、多孔碳），金屬有機框架具有多種優(yōu)點：第一，因其是通過調配不同的金屬離子和有機配體，咪唑類、磷酸酯類、胺類、聚羧酸酯類以及酚類和吡啶類有機物都可以作為有機配體，所以MOFs材料的種類繁多，可供選擇的種類也比較多；第二，MOFs材料具有很大的比表面積，因為它

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]過渡金屬氧化物負極材料的合成、改性及鋰電性能研究[D]. 吳鑫.西南科技大學 2019
[2]過渡金屬氧化物（Cu、Sn、Fe）基負極材料的設計合成及其鋰電性能研究[D]. 汪洋.江蘇科技大學 2018
[3]自支撐三維石墨烯/錫負極的制備及其電化學性能研究[D]. 盧仁坤.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[4]過渡金屬氧化物用于鋰離子電池負極的研究[D]. 李紅琴.南昌大學 2018
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本文編號：2942747