為了滿足全球能源的需求,鋰離子電池作為最具有前途的能量轉(zhuǎn)換和存儲設(shè)備之一而被廣泛研究。過渡金屬氧化物常常被用來代替常用的石墨材料作為鋰離子電池的負(fù)極材料,是因為它們的比容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石墨材料。氧化亞鈷(CoO)因其具有低成本和高比容量(716 mAh g^-1)等特點而被公認(rèn)為是一種非常具有吸引力的負(fù)極材料。然而,CoO在嵌鋰/脫鋰的過程中極易發(fā)生體積膨脹和顆粒團(tuán)聚的現(xiàn)象,這樣對鋰離子電池的性能造成了非常不利的影響。因此,設(shè)計制備新型過渡金屬氧化物基納米復(fù)合材料用于鋰離子電池是勢在必行的,本文主要采用的是過渡金屬氧化物與還原氧化石墨烯(rGO)或與聚合物復(fù)合后煅燒制備成新型負(fù)極材料,然后對材料進(jìn)行各種電化學(xué)性能的測試。本論文的主要內(nèi)容有:(1)首先制備出棒狀CoO前驅(qū)體和棒狀氧化銅(CuO)前驅(qū)體,將這兩種前驅(qū)體與氧化石墨烯混合均勻后煅燒,制得的產(chǎn)物中CoO和CuO納米顆粒緊緊附著在rGO表面。將制備得到的CoO/CuO/rGO納米復(fù)合負(fù)極材料在低電流密度為200 mA g^-1的測試條件下,我們得到的初始放電容量高達(dá)1732.4 mAh g

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡述
        1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷程
        1.2.2 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理
    1.3 鋰離子電池負(fù)極材料的概述
        1.3.1 鋰離子電池對負(fù)極材料的基本要求
        1.3.2 鋰離子電池負(fù)極材料的現(xiàn)今的研究情況
    1.4 過渡金屬氧化物負(fù)極材料的不足及改善的方法
    1.5 本論文的選題依據(jù)與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗與測試手段
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的物理結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 X-射線衍射分析
        2.2.2 掃描電鏡分析
        2.2.3 透射電鏡分析
        2.2.4 熱重分析
        2.2.5 比表面及孔隙度分析儀
        2.2.6 X-射線光電子能譜儀
        2.2.7 拉曼光譜分析
    2.3 鋰離子電池的組裝
        2.3.1 負(fù)極極片的制作
        2.3.2 鋰扣式電池組裝
    2.4 電化學(xué)性能表征
        2.4.1 恒流充放電性能測試
        2.4.2 循環(huán)伏安測試
        2.4.3 交流阻抗測試(EIS)
第3章 氧化亞鈷/氧化銅/還原氧化石墨烯三元復(fù)合納米材料的制備及電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 Co前驅(qū)體的制備
        3.2.2 Cu前驅(qū)體的制備
        3.2.3 氧化石墨烯的制備
        3.2.4 CoO/CuO/rGO納米復(fù)合材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的物理結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 材料的電化學(xué)性能表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 一鍋法制備鈷/氧化亞鈷@氮摻雜碳納米復(fù)合材料及其電化學(xué)性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 Co²⁺-PDA前驅(qū)體的制備
        4.2.2 Co/CoO@N-C納米復(fù)合材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的物理結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 材料的電化學(xué)性能表征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鈷/氧化亞鈷@氮摻雜碳復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 CoO前驅(qū)體的制備
        5.2.2 Co/CoO@N-C納米復(fù)合材料的制備
    5.3 結(jié)論與討論
        5.3.1 材料的物理結(jié)構(gòu)表征
        5.3.2 材料的電化學(xué)性能表征
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 前景展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間主要科研成果
    一、發(fā)表學(xué)術(shù)論文
    二、其他科研成果



本文編號：3819117