本論文以具有較高理論儲鋰容量的CuO（674 m Ah/g）為研究對象,采用不同方法制備具有不同形貌的CuO納米材料,引入具有高電導(dǎo)率的石墨烯或N摻雜石墨烯,獲得具有不同形貌的納米復(fù)合材料,研究復(fù)合材料的鋰離子電池負(fù)極儲鋰性能,實現(xiàn)CuO負(fù)極材料的鋰離子電池儲鋰性能的改善。本工作有望為改善TMOs的鋰離子電池負(fù)極儲鋰性能提供新方法,同時也有望為探索新一代鋰離子電池負(fù)極活性材料提供新思路。（1）采用一步溶劑回流法制備米粒狀CuO納米棒/rGO復(fù)合材料。電化學(xué)測試結(jié)果顯示,復(fù)合材料擁有較好的儲鋰性能,在100 mA/g的測試條件下經(jīng)過100次循環(huán)充放電后,該復(fù)合材料仍保留762.6 mAh/g的可逆比容量,而單純的CuO顆粒的比容量僅為188.3 mAh/g,即使在1.0 A/g的大電流密度下,該復(fù)合材料仍擁有425.5 mAh/g的可逆比容量。研究結(jié)果表明,石墨烯的引入極大地提高了CuO負(fù)極材料的比容量,同時改善了CuO負(fù)極材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。（2）在米粒狀CuO納米棒/rGO復(fù)合材料的研究基礎(chǔ)上,以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板劑,采用兩步熱處理過程制備介孔CuO納米球... 

【文章來源】：湖南理工學(xué)院湖南省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理示意圖

Poizot 等[41]首次報道了鋰與過渡金屬氧化物的可逆下：2(,,,,)2e M LiOM FeCoNiCuMn 應(yīng)中電子的參與數(shù)與金屬離子的價態(tài)有關(guān)。如 1 mo轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 2 mol；1 mol 三氧化二鐵（Fe2O3）參 mol。由于多電子參與反應(yīng)，當(dāng)這類材料用于鋰離子的理論比容量，其值相當(dāng)于傳統(tǒng)碳材料比容量的 2~類反應(yīng)既不同于傳統(tǒng)的嵌入/脫嵌機(jī)理，又有別于合種可逆的氧化還原反應(yīng)機(jī)理。與鋰發(fā)生反應(yīng)時，金納米顆粒，伴隨著氧化鋰的形成；當(dāng)金屬單質(zhì)納米放出鋰，因此該反應(yīng)被稱為“轉(zhuǎn)換反應(yīng)”或“置換過程中，形成的金屬納米顆粒嵌入氧化鋰矩陣。通惰性，但是在金屬納米顆粒的“催化”作用下，氧]。在去鋰化過程中，氧化鋰分解，同時金屬納米顆機(jī)理如圖 1-2 所示。

4 石墨烯基碳材料在鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用.1 石墨烯概述石墨烯是一種由sp2雜化的碳原子呈六角網(wǎng)狀平面堆砌而成的蜂窩狀平，是一種具有單原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，石墨烯可以看作是單層的石墨。圖 1-3 示出了石墨烯的原子結(jié)構(gòu)示意圖。一般認(rèn)為，完美的準(zhǔn)二維材料本力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，難以在室溫環(huán)境下單獨(dú)存在。直到 2004 年石墨烯的發(fā)了準(zhǔn)二維材料可以單獨(dú)存在[61]。石墨烯中碳原子以 sp2雜化，碳原子與自身的其他 3 個碳原子形成 3 個 鍵，使石墨烯擁有較好的力學(xué)性能。雜化碳原直于石墨烯晶面的 P 軌道與相鄰碳原子的 P 軌道“肩并肩”重疊形成共軛似無數(shù)個苯環(huán)連在一起。石墨烯具有卓越的理化性質(zhì)，比表面積大（/g），化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，有“材料之王”、“黑金”等美譽(yù)。石墨烯一經(jīng)問起了人們的極大興趣，在能量存儲與轉(zhuǎn)換、催化、電子器件、光學(xué)等領(lǐng)域了廣泛的研究熱潮，它的出現(xiàn)將徹底改變 21 世紀(jì)。


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