近年,過渡金屬氧化物作為電池負極材料受到廣泛關(guān)注。然而,過渡金屬氧化物自身的電導(dǎo)率低和充放電過程中嚴重的體積變化,致使其循環(huán)性能和實際容量較差,進而阻礙了其實際應(yīng)用。為了提高過渡金屬氧化物的導(dǎo)電性、改善其循環(huán)穩(wěn)定性及大倍率性能,將過渡金屬氧化物和碳材料進行納米化復(fù)合成為改善電化學(xué)性能的一種有效途徑。但是,這種復(fù)合材料還存在一些問題,如過渡金屬氧化物納米顆粒在碳基材料上的分散不均勻和鋰離子脫嵌過程中體積變化所需的緩沖空間不足。因此,需要尋找粒徑小、分布均勻、具有特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料以實現(xiàn)其電化學(xué)性能的進一步提升。本文采用有機-無機層狀化合物作為前軀體,采用原位熱解方法,制備了Co3O4/C、Fe3O4/C復(fù)合材料。結(jié)果表明,所制備的Co3O4/C、Fe3O4/C復(fù)合材料作為鋰離子電池負極均表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。主要研究結(jié)果如下：（1）通過原位熱分解有機-無機層狀化合物Co2（OH）2BDC,生成花瓣狀的Co/C納米片復(fù)合材料。顯微觀察表明,Co納米顆粒均勻的鑲嵌在花瓣狀碳層上,粒徑約為5 nm。該復(fù)合材料作為鋰離子電池負極材料,具有較高的容量、良好的循環(huán)性能以及大倍率性能。在電流密度10... 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    前言
    1.1 鋰離子電池簡介
        1.1.1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成
        1.1.2 鋰離子電池的工作原理
    1.2 鋰離子電池負極材料的要求
    1.3 鋰離子電池負極材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 碳素類材料
            1.3.1.1 石墨類碳材料
            1.3.1.2 非石墨類碳材料
            1.3.1.3 納米類碳材料
        1.3.2 合金類材料
        1.3.3 3d過渡金屬氧化物
3O₄用作負極材料的研究">            1.3.3.1 Fe₃O₄用作負極材料的研究
3O₄用作負極材料的研究">            1.3.3.2 Co₃O₄用作負極材料的研究
        1.3.4 其他類型負極材料
    1.4 原位熱解有機-無機（金屬）骨架化合物制備負極材料
        1.4.1 有機-無機骨架化合物的簡述
        1.4.2 原位熱解制備負極材料
    1.5 選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原材料和實驗儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的表征分析
        2.2.1 X射線衍射分析（XRD）
        2.2.2 差熱/熱重分析（TG/DTA）
        2.2.3 掃描電子顯微分析（SEM）
        2.2.4 透射電子顯微分析（TEM）
        2.2.5 拉曼光譜分析（Raman Spectra）
        2.2.6 比表面分析（BET）
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 半電池組裝
        2.3.3 充放電測試
        2.3.4 循環(huán)伏安與交流阻抗測試
第三章 花瓣狀Co/C納米片復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料制備
    3.3 實驗結(jié)果和分析
        3.3.1 材料的物相分析
            3.3.1.1 前軀體
            3.3.1.2 煅燒溫度對產(chǎn)物的影響
            3.3.1.3 酸刻蝕處理產(chǎn)物
        3.3.2 材料的熱分析與合成機理討論
        3.3.3 材料的形貌結(jié)構(gòu)分析
            3.3.3.1 掃描電鏡分析
            3.3.3.2 透射電鏡分析
        3.3.4 材料電化學(xué)性能分析
            3.3.4.1 循環(huán)伏安特性
            3.3.4.2 循環(huán)穩(wěn)定性能
            3.3.4.3 倍率性能
            3.3.4.4 交流阻抗
    3.4 本章小結(jié)
3O₄/C納米片復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究">第四章 花瓣狀Co₃O₄/C納米片復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料制備
    4.3 實驗結(jié)果和分析
        4.3.1 材料的物相分析
        4.3.2 材料的形貌結(jié)構(gòu)分析
            4.3.2.1 掃描電鏡分析
            4.3.2.2 透射電鏡分析
            4.3.2.3 比表面分析
        4.3.3 材料的電化學(xué)性能分析
            4.3.3.1 循環(huán)伏安特性
            4.3.3.2 循環(huán)穩(wěn)定性能
            4.3.3.3 倍率性能
            4.3.3.4 交流阻抗
    4.4 本章小結(jié)
3O₄納米片/多孔碳網(wǎng)復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究">第五章 Fe₃O₄納米片/多孔碳網(wǎng)復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 材料制備
    5.3 實驗結(jié)果和分析
        5.3.1 材料的物相分析
            5.3.1.1 煅燒溫度對產(chǎn)物的影響
            5.3.1.2 煅燒時間對產(chǎn)物的影響
        5.3.2 材料的熱分析與合成機理討論
        5.3.3 材料的形貌結(jié)構(gòu)分析
            5.3.3.1 掃描電鏡分析
            5.3.3.2 拉曼分析
            5.3.3.3 透射電鏡分析
            5.3.3.4 比表面分析
        5.3.4 材料的電化學(xué)性能分析
            5.3.4.1 循環(huán)伏安特性
            5.3.4.2 循環(huán)穩(wěn)定性能
            5.3.4.3 倍率性能
            5.3.4.4 交流阻抗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 新型骨架化合物前軀體的合成和結(jié)構(gòu)表征
    6.1 引言
    6.2 材料制備
4·2H₂O">        6.2.1 制備FeSO₄·2H₂O
2（H₂O）[BP₂O₇（OH）]">        6.2.2 制備Cu₂（H₂O）[BP₂O₇（OH）]
    6.3 實驗結(jié)果和分析
        6.3.1 物相分析
        6.3.2 化合物結(jié)構(gòu)解析
        6.3.3 化合物結(jié)構(gòu)描述
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷
期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]Fe3O4磁性納米粒子的可控制備與研究[D]. 馬慧.山西師范大學(xué) 2013
[3]溶劑熱法制備納米四氧化三鐵研究[D]. 付佳.西安建筑科技大學(xué) 2007



本文編號：2960519