發(fā)布時間：2021-09-18 11:24

　　能源與人類社會的生存和發(fā)展戚戚相關(guān),當今時代,能源發(fā)展正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。隨著電動汽車和混合動力汽車的發(fā)展,對可充電電池的要求也越來越高。對鋰離子電池和鈉離子電池來說,傳統(tǒng)的負極材料如今在一定程度上限制了電池性能的進一步提升,因此尋找更多優(yōu)勢的負極材料迫在眉睫。氧化鎳由于其成本低、環(huán)境友好和高的理論容量,有希望成為下一代可充電電池負極材料的備選之一。本課題從鎳基材料出發(fā),以設(shè)計簡單的合成方法又能提高電化學(xué)性能為出發(fā)點展開實驗。本文利用球磨法降低材料的尺寸,使得氫氧化鎳原料分別與一水合檸檬酸、羧甲基纖維素、阿拉伯樹膠粉和可膨脹石墨四種不同碳源混合均勻,經(jīng)過煅燒后得到NiO-C復(fù)合材料,然后通過XRD、Raman、TGA、N₂-吸附/脫附、SEM、TEM、XPS等對材料進行形貌和結(jié)構(gòu)的表征,通過恒電流充放電、CV、EIS等進行電性能測試。結(jié)果表明,可膨脹石墨作為碳源制備的復(fù)合材料（NiO-C-4）性能最優(yōu)。貝殼狀的NiO-C-4電極材料在室溫200 mA g^-1的電流密度下經(jīng)過50圈循環(huán)后,放電容量保持977.5 mAh g^-1

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理圖

圖 3-1 （a） NiO-C-1 復(fù)合物，（b）NiO-C-2 復(fù)合物，（c）NiO-C-3 復(fù)合物和(d)NiO-C-4 復(fù)合物的熱重圖Fig.3-1 (a) TGAcurves of the NiO-C-1 composites, （b）NiO-C-2 composites,（c）NiO-C-3 composites and (d) NiO-C-4 composites為了確定 NiO-C-1，NiO-C-2，NiO-C-3 和 NiO-C-4 四種不同碳源摻雜的氧化鎳復(fù)合物中碳源的重量含量，分別將 NiO-C-1，NiO-C-2，NiO-C-3 和 NiO-C-4四種復(fù)合物在空氣氛圍中從室溫開始升溫至 800 oC，升溫速率為 10 oC min-1。由此得到上面圖 3-1 的四個熱重分析曲線。150 oC 之前的失重對應(yīng)的是材料中少量水分揮發(fā)所致；在 150-500 oC 曲線下滑明顯，對應(yīng)的是樣品含氧官能團及碳材料的燃燒失重，此后隨著溫度的升高，材料質(zhì)量基本不發(fā)生變化，剩下的也就是氧化鎳的含量。在圖 3-1（a）中，樣品屬于碳的失重部分約為 9.2%，屬于水的蒸

圖 3-3 NiO-1 和 NiO-C-4 的拉曼譜圖Fig.3-3 Raman spectra of NiO-1 and NiO-C-4 3-3 是球磨后的氧化鎳（NiO-1）和碳源為可膨脹石墨的氧化鎳-C-4）的拉曼譜圖。從圖中可以看出，位于 488 cm-1和 1047 cm-拉曼峰，上面的黑色曲線中 1335、1555 和 2673 cm-1的衍射峰分別、G 峰和 2D 峰。D 帶峰的相對強度代表結(jié)晶缺陷，G 帶峰反映的 E2g振動模式。D 峰和 G 峰的強度比代表的是石墨的缺陷程度，經(jīng)iO-C-4 復(fù)合材料的缺陷度為 0.53，說明碳源可膨脹石墨仍然顯示的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]化學(xué)電源的發(fā)展及展望[J]. 徐學(xué)笛.  化學(xué)工程與裝備. 2008(02)
[2]化學(xué)電源的發(fā)展概況及展望[J]. 段秉義.  中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考. 1978(03)



本文編號：3400047