利用氧化石墨烯(GO)為載體,水熱法一步合成錳酸鋰/石墨烯復(fù)合材料,并對(duì)錳酸鋰/石墨烯材料進(jìn)行摻雜,將合成的納米復(fù)合材料作為鋰離子電池正極材料進(jìn)行測(cè)試,并進(jìn)一步的研究分析。首先合成了錳酸鋰/石墨烯(LMG)復(fù)合材料,錳酸鋰負(fù)載在石墨烯片上,對(duì)材料進(jìn)行了X射線衍射(XRD)、拉曼光譜、X射線光電子能譜(XPS)、透射電鏡(TEM)和能量色散X射線光譜分析(EDS)等各項(xiàng)表征以及作為鋰離子電池陰極材料對(duì)其電化學(xué)性能的測(cè)試。結(jié)果表明,該材料初次放電比容量達(dá)到137 mAh/g,0.5 C倍率下經(jīng)過150次充放電循環(huán),依然保持在大約110mAh/g;倍率性能也比沒有石墨烯的純錳酸鋰材料要好,也比通過機(jī)械混合法制備的錳酸鋰石墨烯材料的要好。這也正說明,石墨烯材料對(duì)于鋰離子電池陰極材料性能的提升有很大的幫助。其次,因?yàn)榕c石墨烯復(fù)合的錳酸鋰材料在循環(huán)性能上不是很理想,在水熱合成的步驟中引入鎳離子,對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行摻雜。對(duì)材料進(jìn)行了X射線衍射、拉曼光譜、X射線光電子能譜、透射電鏡和能量色散X射線光譜分析等各項(xiàng)表征以及作為鋰離子電池陰極材料對(duì)其電化學(xué)性能的測(cè)試。通過能量色散光譜分析可知,鎳元素均勻地?fù)诫s在...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 鋰離子電池研究背景
        1.1.2 鋰離子電池的歷史
    1.2 鋰離子電池工作原理和特點(diǎn)
        1.2.1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)及原理
        1.2.2 鋰離子電池特點(diǎn)
    1.3 鋰離子電池正極材料
        1.3.1 鈷酸鋰(LiCoO₂)
        1.3.2 鎳酸鋰(LiNiO₂)
        1.3.3 磷酸鐵鋰(LiFePO4)
        1.3.4 鎳鈷錳三元鋰
        1.3.5 錳酸鋰(LiMn₂O₄)
    1.4 尖晶石錳酸鋰材料
        1.4.1 尖晶石錳酸鋰的結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)
        1.4.2 LiMn₂O₄的合成方法
        1.4.3 尖晶石LiMn₂O₄材料衰減原因
    1.5 石墨烯及其復(fù)合材料在鋰電池方面的應(yīng)用
        1.5.1 石墨烯及其復(fù)合材料在鋰離子電池負(fù)極材料中的應(yīng)用
        1.5.2 石墨烯復(fù)合材料在鋰離子電池正極材料中的應(yīng)用
    1.6 論文研究意義及主要內(nèi)容
        1.6.1 該課題研究現(xiàn)狀
        1.6.2 本課題主要研究?jī)?nèi)容
        1.6.3 本論文研究意義
2 實(shí)驗(yàn)藥品、儀器及方法
    2.1 藥品及儀器
    2.2 材料表征技術(shù)
        2.2.1 X射線衍射技術(shù)
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 傅里葉變換紅外光譜
        2.2.4 拉曼光譜
        2.2.5 熱重-差熱分析
        2.2.6 X射線光電子能譜技術(shù)
    2.3 鋰電池性能參數(shù)指標(biāo)
        2.3.1 電池的容量
        2.3.2 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.3.3 充放電倍率
        2.3.4 恒電流充放電測(cè)試
        2.3.5 交流阻抗測(cè)試
        2.3.6 2016型電池組裝
3. LMG復(fù)合材料制備及應(yīng)用于鋰離子電池
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 物質(zhì)表征結(jié)果討論
        3.3.1 X射線衍射分析
        3.3.2 透射電鏡分析
        3.3.3 LMG材料的熱重分析
        3.3.4 傅里葉變換紅外光譜分析
        3.3.5 色散型拉曼光譜分析
        3.3.6 X射線光電子能譜分析
    3.4 LMG復(fù)合材料鋰電池性能測(cè)試
        3.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果與討論
        3.4.2 充放電測(cè)試結(jié)果與討論
        3.4.3 LMG、PM-LMG、LMO交流阻抗的結(jié)果與討論
    3.5 小結(jié)
4. Ni摻雜LMG材料應(yīng)用于鋰離子電池
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 材料表征結(jié)果與討論
        4.3.1 X射線衍射分析討論
        4.3.2 透射電鏡分析討論
        4.3.3 LMNG材料的熱重-差熱分析
        4.3.4 傅里葉變換紅外光譜分析
        4.3.5 色散型拉曼光譜分析
        4.3.6 X射線光電子能譜分析
    4.4 LMNG復(fù)合材料鋰電池性能測(cè)試
        4.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果與討論
        4.4.2 LMNG材料組裝半電池充放電性能測(cè)試
        4.4.3 LMNG、PM-LMNG、LMNO交流阻抗的測(cè)試結(jié)果與討論
    4.5 小結(jié)
5 Ni、Co對(duì)LMG摻雜應(yīng)用于鋰離子電池
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 材料表征結(jié)果與討論
        5.3.1 X射線衍射分析討論
        5.3.2 透射電鏡分析
        5.3.3 LMNCG材料的熱重-差熱分析
        5.3.4 拉曼光譜分析
        5.3.5 X射線光電子能譜分析
    5.4 LMNCG復(fù)合材料鋰電池性能測(cè)試
        5.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果與討論
        5.4.2 LMNCG材料充放電性能測(cè)試
        5.4.3 LMNCG交流阻抗的結(jié)果與討論
    5.5 小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
研究生期間發(fā)表以及完成學(xué)術(shù)論文和研究成果
致謝



本文編號(hào)：3823356