為了滿足由于經濟急劇膨脹發(fā)展而引起的能源需求,許多研究者嘗試設計出高效,低成本,且環(huán)保的能源體系。目前,作為鋰離子電池（LIBs）商用的石墨負極材料只有相當?shù)偷睦碚撊萘浚?72 m Ah g-1）,這對于應用在高比容量和高功率密度的能量儲存設備是明顯不足的。近些年來,過渡金屬氧化物（Mx Oy,M=Co,Ni,Cu or Fe）擁有較高的可逆容量（¹000 m Ah g-1）,已經被認為是最具潛力的鋰離子電池負極材料候選之一。然而,由于自身較低的電/離子傳導性,較大的體積膨脹和顆粒易團聚等固有缺陷,所有過渡金屬氧化物在深度充放電的過程中表現(xiàn)出較差的初始庫侖效率和較短的循環(huán)壽命,這導致不令人滿意的結果。為了克服這些缺點,通常有兩種策略來解決這些問題。一種方法是合成異質結構,實驗證實異質結構材料具有較長的循環(huán)壽命和較大的鋰存儲能力,引起了研究者很大的興趣;另一種方法是構造0維（1D）,1D,2D和3D結構的納米過渡金屬氧化物/碳復合材料,以增強電導率和結構穩(wěn)定性。由于獨特的2D結構的石墨烯在各種導電添加劑中具有優(yōu)異的電學,機械和熱力學性能。因此,直接在還原氧化石墨烯（... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池工作原理
    1.3 鋰離子電池負極材料的條件與研究現(xiàn)狀
        1.3.1 嵌入/脫出型材料主要以碳材料為代表
        1.3.2 合金化/去合金化材料主要以硅、錫基材料為代表
        1.3.3 氧化/還原型材料以 3d過渡金屬氧化物為代表
    1.4 二元過渡金屬氧化物異質結構的材料（HTMO）研究現(xiàn)狀
    1.5 石墨烯基負極材料研究現(xiàn)狀
        1.5.1 石墨烯材料簡介
        1.5.2 還原氧化石墨烯（RGO）的儲鋰性能
        1.5.3 石墨烯與金屬氧化物復合材料研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文的研究意義及研究內容
第二章 實驗材料和儀器測試
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗儀器
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）
        2.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.3 X-射線衍射儀（XRD）
        2.3.4 X-射線光電子能譜儀
        2.3.5 拉曼光譜
    2.4 電化學測試方法
        2.4.1 電極的制備
        2.4.2 扣式電池組裝
        2.4.3 電化學測試方法
第三章 三元Cu2O-Cu O-RGO復合負極材料的制備及性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 三元Cu2O-CuO-RGO復合負極材料的合成方法
    3.3 氧化石墨烯的物理結構表征
        3.3.1 X射線衍射譜圖分析（XRD）
        3.3.2 拉曼譜圖分析
        3.3.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析 （SEM）
    3.4 三元Cu2O-CuO-RGO復合負極材料物理結構表征
        3.4.1 不同材料間的X射線衍射譜圖分析（XRD）
        3.4.2 不同材料間的拉曼譜圖分析
        3.4.3 材料的X射線能譜分析 （XPS）
        3.4.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析 （SEM）
        3.4.5 透射電子顯微鏡分析（TEM）
        3.4.6 不同材料間的比表面分析（BET）
    3.5 三元Cu2O-CuO-RGO復合負極材料電化學性能表征
        3.5.1 不同材料間的充放電曲線
        3.5.2 不同材料間的循環(huán)性能測試
        3.5.3 不同材料循環(huán)后的SEM圖分析
        3.5.4 不同材料間的倍率性能測試
        3.5.5 不同材料間的循環(huán)伏安曲線（CV）
        3.5.6 不同材料間的阻抗測試（EIS）
    3.6 不同的燒結溫度對材料循環(huán)性能的影響
    3.7 本章小結
3O₄-RGO復合負極材料的制備及性能研究">第四章 三元CoO-Co₃O₄-RGO復合負極材料的制備及性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗步驟
3O₄-RGO復合負極材料物理結構表征">    4.3 三元CoO-Co₃O₄-RGO復合負極材料物理結構表征
        4.3.1 不同材料間的X射線衍射譜圖分析（XRD）
        4.3.2 材料的X射線能譜分析 （XPS）
        4.3.3 不同材料間的拉曼譜圖分析
        4.3.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析 （SEM）
        4.3.5 透射電子顯微鏡分析（TEM）
        4.3.6 不同材料間的比表面分析（BET）
3O₄-RGO復合負極材料電化學性能表征">    4.4 三元CoO-Co₃O₄-RGO復合負極材料電化學性能表征
        4.4.1 不同材料間的充放電曲線
        4.4.2 不同材料間的循環(huán)性能測試
        4.4.3 不同材料循環(huán)后的SEM圖分析
        4.4.4 不同材料間的倍率性能測試
        4.4.5 不同材料間的循環(huán)伏安曲線（CV）
        4.4.6 不同材料間的電化學阻抗分析（EIS）
    4.5 不同氧化石墨烯的添加量對復合物電化學性能的影響
    4.6 不同的燒結溫度對復合材料電化學性能的影響
    4.7 本章小結
3O₄-RGO復合負極材料的制備及性能研究">第五章 三元CuO-Co₃O₄-RGO復合負極材料的制備及性能研究
    5.1 前言
    5.2 實驗部分
3O₄-RGO復合負極材料物理結構表征">    5.3 三元CuO-Co₃O₄-RGO復合負極材料物理結構表征
        5.3.1 不同材料間的X射線分析（XRD）
        5.3.2 材料的X射線能譜分析（XPS）
        5.3.3 不同材料間的拉曼譜圖分析
        5.3.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析（SEM）
        5.3.5 透射電子顯微鏡分析（TEM）
        5.3.6 不同材料間的比表面分析（BET）
3O₄-RGO復合負極材料電化學性能表征">    5.4 三元CuO-Co₃O₄-RGO復合負極材料電化學性能表征
        5.4.1 充放電曲線
        5.4.2 不同材料間的循環(huán)性能測試
        5.4.3 不同材料循環(huán)后的SEM圖分析
        5.4.4 不同材料間的倍率性能測試
        5.4.5 不同原料比（Co：Cu）對電化學性能的影響
        5.4.6 材料的循環(huán)伏安曲線
        5.4.7 不同材料的電化學阻抗分析
    5.5 不同元素的異質結構的性能分析
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在攻讀碩士學位期間的科研成果情況



本文編號：3141076