鋰離子電池具有綠色、環(huán)保和可重復(fù)充電等優(yōu)點(diǎn),但由于現(xiàn)在電子設(shè)備對(duì)大容量且輕薄的儲(chǔ)電設(shè)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(dǎo)電性好的電極材料受到了研究者的關(guān)注。氧化鍺（GeO2）由于其比容量高、工作電壓低和Li+擴(kuò)散速度快而成為鋰離子電池的有應(yīng)用前途的負(fù)極材料。但是在制備這些負(fù)極材料時(shí)難度較大,如氧化鍺對(duì)溶解溶劑有著嚴(yán)格要求,復(fù)雜的制備工藝,反應(yīng)時(shí)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(fù)極材料仍然面臨一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。本文主要是以氧化鍺為主的電極材料為對(duì)象,通過改變氧化鍺的結(jié)構(gòu)和形貌,負(fù)載于還原性氧化石墨烯（RGO）形成納米復(fù)合物,通過科達(dá)爾效應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)GeO2在0.1 Ag-1電流下經(jīng)過10次循環(huán)后表現(xiàn)出1000m Ahg-1的較高存儲(chǔ)容量,并且在1 Ag-1下進(jìn)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(xué)性能歸因于GeO2優(yōu)... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖

-1 LixC6總反應(yīng): 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(yīng)用石墨是鋰電池廣泛使用的商業(yè)陽極材料，因?yàn)樗哂休^高的庫(kù)倫效率和較好的循環(huán)性能[19-21]。因此，大多數(shù)鋰離子電池中使用的陽極是以石墨碳為基礎(chǔ)的，因?yàn)槭珜又g每隔 6 個(gè)碳原子就會(huì)儲(chǔ)存一個(gè)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(jié)構(gòu)內(nèi)鋰離子的存儲(chǔ)位置有限，導(dǎo)致鋰的存儲(chǔ)容量低（<372mAhg-1，LiC6）[22-24]。為應(yīng)對(duì)電子產(chǎn)品對(duì)高能量密度電池的需求，2004 年，石墨烯是通過從石墨的強(qiáng)結(jié)合層狀結(jié)構(gòu)中機(jī)械分離單個(gè)石墨烯片而獲得的，這種機(jī)械剝離產(chǎn)生的石墨烯樣品幾乎沒有晶體缺陷，其載流子遷移率高達(dá) 2.0*105cm2V-1S-1[25]。圖 1.3 石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖石墨烯是由單層碳原子通過共價(jià)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(yīng)用泛使用的商業(yè)陽極材料，因?yàn)樗哂休^高的庫(kù)倫效率和離子電池中使用的陽極是以石墨碳為基礎(chǔ)的，因?yàn)槭囯x子，所以石墨是鋰電池的首選的電極材料。由于傳構(gòu)內(nèi)鋰離子的存儲(chǔ)位置有限，導(dǎo)致鋰的存儲(chǔ)容量低（<3品對(duì)高能量密度電池的需求，2004 年，石墨烯是通過從個(gè)石墨烯片而獲得的，這種機(jī)械剝離產(chǎn)生的石墨烯樣品高達(dá) 2.0*105cm2V-1S-1[25]。


本文編號(hào)：3322271