發(fā)布時(shí)間：2020-12-28 00:00

　　隨著化石能源逐漸消耗枯竭,環(huán)境狀況日益惡化,電動(dòng)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(guān)注與研究。鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料和電解液三部分組成。石墨電極作為傳統(tǒng)的商用鋰離子電池負(fù)極材料由于相對(duì)較低的理論容量(372 mAh g^-1),已不能滿足新一代電池對(duì)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(zhǎng)使用壽命的復(fù)合材料,例如:通過(guò)煅燒金屬有機(jī)框架得到含有碳層的金屬氧化物復(fù)合材料。這種復(fù)合材料既具有獨(dú)特的框架結(jié)構(gòu),同時(shí)還結(jié)合了金屬氧化物和碳材料的優(yōu)點(diǎn),這不僅提高了復(fù)合材料在充放電過(guò)程中的穩(wěn)定性,還有助于提升材料整體的導(dǎo)電性,得到較理想的電化學(xué)性能。本論文的相關(guān)工作主要圍繞制備鈷基金屬有機(jī)框架（MOFs）的復(fù)合材料應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料。具體的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)工作:（1）通過(guò)共沉淀法合成了納米級(jí)別的Si@ZIF-67-600復(fù)合材料,將其作為鋰離子電池負(fù)極材料與純的ZIF-67-600框架材料以及Si納米材料進(jìn)行了電化學(xué)性能比較,結(jié)果表明,在500 mA g^-1的電流... 

【文章來(lái)源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池的種類及應(yīng)用Fig1-1Thetypesandapplicationsoflithium-ionbatteries

負(fù)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(diǎn)。傳統(tǒng)的負(fù)極材料為層狀石墨或者近似石墨結(jié)構(gòu)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(tǒng)的碳材料之外，常見的還有硅負(fù)極材料和過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極材料。隔膜是一類具有微孔結(jié)構(gòu)的經(jīng)過(guò)特殊成型的高分子膜，可以任由鋰離子通過(guò)而不讓電子通過(guò)從而避免鋰離子電池正負(fù)極接觸發(fā)生短路的現(xiàn)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(dǎo)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(chǔ)鋰機(jī)理的不同可以將過(guò)渡金屬氧化物分為三大類，分別是脫嵌型過(guò)渡金屬氧化物、合金型過(guò)渡金屬氧化物以及氧化還原型過(guò)渡金屬氧化物。它們的反應(yīng)機(jī)理可由表1-3表示：表1-3過(guò)渡金屬氧化物儲(chǔ)鋰機(jī)理及反應(yīng)方程式Table1-3Lithiumstoragemechanismandreactionequationoftransitionmetaloxides名稱反應(yīng)方程式代表性氧化物脫嵌型過(guò)渡金屬氧化物xy-MOLiMOyyxeLiTiO2、Li4Ti5O12等合金型過(guò)渡金屬氧化物MMLixexLix-CoO、Co3O4、Fe2O3、CuO等氧化還原型過(guò)渡金屬氧化物MyyLi22Oyx2xOyLiMeSnO2、ZnO等1.4金屬有機(jī)框架（MOFs）材料的簡(jiǎn)介1.4.1金屬有機(jī)框架（MOFs）材料的概述金屬有機(jī)框架是由金屬鹽離子與有機(jī)配體材料通過(guò)化學(xué)配位鍵組裝而成的晶體材料，同時(shí)它還是一種具有特殊周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(guò)采用不同的金屬鹽離子去調(diào)配不同的有機(jī)配體已經(jīng)構(gòu)造出超過(guò)兩萬(wàn)中不同的MOFs材料，且仍在不斷增加中[41-46]。圖1-3MOFs材料的應(yīng)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(jī)框架具有多種優(yōu)點(diǎn)：第一，因其是通過(guò)調(diào)配不同的金屬離子和有機(jī)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(jī)物都可以作為有機(jī)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?yàn)樗?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及其前景分析[J]. 閆金定.  航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[2]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[3]鋰離子電池安全性能研究[J]. 吳凱,張耀,曾毓群,楊軍.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[4]鋰離子電池負(fù)極硅基材料[J]. 陶占良,王洪波,陳軍.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[5]鋰離子電池的安全性技術(shù)[J]. 夏蘭,李素麗,艾新平,楊漢西.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[6]鋰離子蓄電池負(fù)極材料最新研究進(jìn)展[J]. 米常煥,曹高劭,趙新兵.  電源技術(shù). 2004(03)

博士論文
[1]用作鋰離子電池負(fù)極材料的金屬有機(jī)框架及其衍生的過(guò)渡金屬氧化物的設(shè)計(jì)、合成及性能研究[D]. 胡小詩(shī).華東師范大學(xué) 2018
[2]鋰離子電池石墨類碳負(fù)極的容量衰減機(jī)制研究[D]. 楊麗杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極材料的合成、改性及鋰電性能研究[D]. 吳鑫.西南科技大學(xué) 2019
[2]過(guò)渡金屬氧化物（Cu、Sn、Fe）基負(fù)極材料的設(shè)計(jì)合成及其鋰電性能研究[D]. 汪洋.江蘇科技大學(xué) 2018
[3]自支撐三維石墨烯/錫負(fù)極的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 盧仁坤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]過(guò)渡金屬氧化物用于鋰離子電池負(fù)極的研究[D]. 李紅琴.南昌大學(xué) 2018
[5]TiO2和Co3O4復(fù)合負(fù)極材料的水熱合成及鋰電性能研究[D]. 佟曉玲.西南科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2942747