鋰離子電池具有綠色、環(huán)保和可重復充電等優(yōu)點,但由于現在電子設備對大容量且輕薄的儲電設備的要求,傳統(tǒng)的石墨鋰離子電池很難滿足人們的需求;因此高容量的和導電性好的電極材料受到了研究者的關注。氧化鍺（GeO2）由于其比容量高、工作電壓低和Li+擴散速度快而成為鋰離子電池的有應用前途的負極材料。但是在制備這些負極材料時難度較大,如氧化鍺對溶解溶劑有著嚴格要求,復雜的制備工藝,反應時高的能量消耗,因此制備具有令人滿意的循環(huán)能力和高容量GeO2的負極材料仍然面臨一個巨大的挑戰(zhàn)。本文主要是以氧化鍺為主的電極材料為對象,通過改變氧化鍺的結構和形貌,負載于還原性氧化石墨烯（RGO）形成納米復合物,通過科達爾效應改變GeO2的空間位置等方法,顯著提高了鋰離子電池的性能。具體的研究如下:首先,通過水熱法和低溫退火的方法成功地合成了多孔納米結構的GeO2。該樣品具有高比容量和優(yōu)異的倍率性能。多孔納米結構GeO2在0.1 Ag-1電流下經過10次循環(huán)后表現出1000m Ahg-1的較高存儲容量,并且在1 Ag-1下進行100次循環(huán)后,平坦容量曲線仍保持在500m Ahg-1以上。良好的電化學性能歸因于GeO2優(yōu)... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

【文章頁數】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰電池的結構示意圖

-1 LixC6總反應: LiCoO2+ C6 Li1-xCoO2+ LixC6圖 1.2 鋰電池的工作原理圖1.2 石墨烯在鋰離子電池中的應用石墨是鋰電池廣泛使用的商業(yè)陽極材料，因為它具有較高的庫倫效率和較好的循環(huán)性能[19-21]。因此，大多數鋰離子電池中使用的陽極是以石墨碳為基礎的，因為石墨層之間每隔 6 個碳原子就會儲存一個鋰離子，所以石墨是鋰電池的首選的電極材料。由于傳統(tǒng)的插層型石墨材料由于sp2六角碳結構內鋰離子的存儲位置有限，導致鋰的存儲容量低（<372mAhg-1，LiC6）[22-24]。為應對電子產品對高能量密度電池的需求，2004 年，石墨烯是通過從石墨的強結合層狀結構中機械分離單個石墨烯片而獲得的，這種機械剝離產生的石墨烯樣品幾乎沒有晶體缺陷，其載流子遷移率高達 2.0*105cm2V-1S-1[25]。圖 1.3 石墨烯結構示意圖石墨烯是由單層碳原子通過共價鍵形成的二維碳基材料

圖 1.2 鋰電池的工作原理圖子電池中的應用泛使用的商業(yè)陽極材料，因為它具有較高的庫倫效率和離子電池中使用的陽極是以石墨碳為基礎的，因為石墨鋰離子，所以石墨是鋰電池的首選的電極材料。由于傳構內鋰離子的存儲位置有限，導致鋰的存儲容量低（<3品對高能量密度電池的需求，2004 年，石墨烯是通過從個石墨烯片而獲得的，這種機械剝離產生的石墨烯樣品高達 2.0*105cm2V-1S-1[25]。


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