各種便攜式電子產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)的普及使鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛。近年來,隨著人們對電動車、混合動力汽車的日益關(guān)注,對鋰離子電池性能的要求也越來越高,比如具有高比容量、高輸出功率、良好循環(huán)穩(wěn)定和高安全性能等。二氧化鈦材料在充放電循環(huán)中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、穩(wěn)定性好、放電平臺高,作為鋰電池負極材料有很大的研究價值,其中二氧化鈦納米管結(jié)構(gòu)負極材料比表面積大,能夠與電解液充分接觸,且能有效縮短鋰離子的擴散距離,因而作為電極材料的研究較為廣泛。然而二氧化鈦納米管理論容量為335mAh/g,僅與傳統(tǒng)石墨電極相當,為提高其容量,滿足日益增長的需求,研究者提出了多種方法。金屬氧化物如氧化銅、鐵氧化物、氧化鋅等具有很高的理論比容量,但循環(huán)過程中體積效應(yīng)大,容易導致材料結(jié)構(gòu)破壞循環(huán)性能變差。本論文分別選用上述三種氧化物與二氧化鈦納米管通管陣列進行復合,得到負載金屬氧化物的二氧化鈦納米管通管陣列,并組裝鋰離子電池,發(fā)揮金屬氧化物的大容量性質(zhì)和二氧化鈦納米管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能的協(xié)同作用,欲達到改善鋰電池綜合電化學性能的效果。主要內(nèi)容包括：（1）采用陽極氧化、電沉積及退火三步驟制備得到了不同沉積時間下的CuO/TiO2納米管通... 

【文章頁數(shù)】：80 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 鋰電池負極材料研究現(xiàn)狀
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 錫基材料
        1.3.3 硅基材料
        1.3.4 金屬氧化物
    1.4 二氧化鈦負極材料研究現(xiàn)狀
        1.4.1 二氧化鈦納米管負極材料
        1.4.2 摻雜的二氧化鈦納米管負極材料
    1.5 本文研究目的和內(nèi)容
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗方法及工藝方案
        2.1.1 陽極氧化法
        2.1.2 電沉積法
        2.1.3 實驗工藝路線
    2.2 實驗材料與儀器
    2.3 材料微觀特征分析
        2.3.1 XRD物相分析
        2.3.2 SEM形貌分析
        2.3.3 EDS成分分析
    2.4 半電池組裝及其電化學性能測試
        2.4.1 扣式電池組裝
        2.4.2 鋰電池的主要性能指標
        2.4.3 電化學性能測試
第三章 CuO/TiO_2納米管通管陣列復合材料制備及其電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 CuO/TiO_2納米管通管陣列復合材料的制備
        3.2.1 鈦片的預(yù)處理
        3.2.2 CuO/TiO_2納米管通管陣列復合材料的制備
    3.3 實驗結(jié)果與分析
        3.3.1 SEM形貌分析
        3.3.2 EDS成分分析
        3.3.3 XRD物相分析
        3.3.4 循環(huán)伏安特性測試
        3.3.5 恒電流充放電測試
        3.3.6 循環(huán)性能測試
        3.3.7 電化學阻抗測試
    3.4 電池性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Fe_2O_3/TiO_2納米管通管陣列復合材料制備及其電化學性能研究
    4.1 Fe_2O_3/TiO_2納米管通管陣列復合材料的制備
    4.2 實驗結(jié)果與分析
        4.2.1 SEM形貌分析
        4.2.2 XRD物相分析
        4.2.3 循環(huán)伏安特性測試
        4.2.4 恒電流充放電測試
        4.2.5 循環(huán)性能測試
        4.2.6 電化學阻抗測試
    4.3 Fe/TiO_2納米管通管陣列的制備
    4.4 電池性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 ZnO/TiO_2納米管通管陣列復合材料制備及其電化學性能研究
    5.1 ZnO/TiO_2納米管通管陣列復合材料的制備
    5.2 實驗結(jié)果與分析
        5.2.1 SEM形貌分析
        5.2.2 XRD物相分析
        5.2.3 循環(huán)伏安特性測試
        5.2.4 恒電流充放電測試
        5.2.5 循環(huán)性能測試
        5.2.6 電化學阻抗測試
    5.3 電池性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]全球鋰電池市場狀況和應(yīng)用發(fā)展綜述[J]. 王福鸞,杜軍,裴金海.  電源技術(shù). 2014(03)
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[3]下一代二次鋰電池發(fā)展趨勢及展望[J]. 墨柯.  新材料產(chǎn)業(yè). 2013(10)
[4]鋰電池最新研究進展[J]. 曹金亮,陳修強,張春光,李虹.  電源技術(shù). 2013(08)
[5]納米結(jié)構(gòu)氧化鋅材料在鋰離子電池中的應(yīng)用[J]. 張雪,張東陽,丁書江,鄭元鎖.  中國科技論文. 2012(09)
[6]α-Fe2O3/Fe3O4復合負極材料的制備與電化學性能研究[J]. 石磊,劉洪波,何月德,洪泉,楊麗.  功能材料. 2010(01)
[7]鋰離子電池錫基負極材料的研究進展[J]. 魏巍,王久林,楊軍,努麗燕娜.  化工進展. 2010(01)
[8]鋰離子電池負極材料TiO2的研究進展[J]. 張玉璽,張曉麗,鄭洪河.  電池. 2009(02)

博士論文
[1]納米結(jié)構(gòu)氧化物鋰離子電池負極材料研究[D]. 姚煜.復旦大學 2012
[2]電沉積銅薄膜中織構(gòu)與內(nèi)應(yīng)力的研究[D]. 洪波.上海交通大學 2008



本文編號：3699043