四氧化三鐵(Fe3O4)作為鋰離子電池負(fù)極材料,具有理論比容量高,原料來源豐富、價格低廉,以及環(huán)境友好等特點,近幾年來受到人們越來越多的關(guān)注。但是由于其在充放電過程中體積效應(yīng)嚴(yán)重以及較差的導(dǎo)電性,制約著這類材料作為電極的應(yīng)用和發(fā)展。本文主要使用高溫自生壓力法(RAPET)以及溶劑熱法制備了一系列不同結(jié)構(gòu)、組成和形貌的Fe3O4/C復(fù)合材料,因炭的摻入所得復(fù)合材料表現(xiàn)了優(yōu)異的電化學(xué)性能,具體研究內(nèi)容如下:1)以環(huán)戊二烯基鐵為原材料,四氫呋喃為溶劑,利用高溫自生壓力法一步煅燒制備了Fe3O4/C復(fù)合材料。通過對不同的鐵源/溶劑比例下制備的樣品進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入鐵源的量為0.4g,四氫呋喃的用量為2ml時得到的Fe3O4/C復(fù)合材料比容量最高且具有良好的循環(huán)性能,循環(huán)50圈之后仍然能保持538 m Ah/g的可逆比容量,具有較好的電化學(xué)性能。2)采用溶劑熱法一步制備了晶型良好的Fe3O4/石墨烯復(fù)合材料。通過對一系列的控制實驗進(jìn)行對比,結(jié)果顯示當(dāng)反應(yīng)溫度為280℃時制備的Fe3O4/石墨烯復(fù)合材料具有優(yōu)良的電化學(xué)性能,在0.1C下循環(huán)65圈后可逆比容量仍然維持在907m Ah/g,且在2C...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
        1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展
        1.1.2 鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)
        1.1.3 鋰離子電池的工作原理
        1.1.4 鋰離子電池的種類與特點
    1.2 鋰離子電池電極材料
        1.2.1 正極材料概述
        1.2.2 負(fù)極材料概述
        1.2.3 過渡金屬氧化物負(fù)極材料及其研究進(jìn)展
        1.2.4 過渡金屬氧化物負(fù)極材料的制備
    1.3 過渡金屬氧化物的改性研究
        1.3.1 材料尺寸形貌改性
        1.3.2 復(fù)合材料改性
    1.4 論文選題及創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑和儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料表征
        2.2.1 X-射線衍射分析
        2.2.2 材料形貌分析
        2.2.3 氮氣等溫吸附脫附分析(BET)
        2.2.4 紅外光譜分析
        2.2.5 熱重分析(TGA)
        2.2.6 拉曼光譜分析
    2.3 材料的電化學(xué)測試方法
        2.3.1 電極制備
        2.3.2 電池組裝
        2.3.3 電化學(xué)性能測試
第三章 高溫自生壓力法(RAPET)合成Fe3O4/C材料的研究
    3.1 簡介
    3.2 實驗部分
    3.3 電池制作及測試參數(shù)
    3.4 Fe3O4/C負(fù)極材料的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        3.4.1 X-射線衍射分析
        3.4.2 掃描電鏡分析
    3.5 材料電化學(xué)表征
        3.5.1 充放電循環(huán)性能分析
        3.5.2 循環(huán)伏安性能分析
        3.5.3 電化學(xué)阻抗分析(EIS)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 溶劑熱法制備Fe₃O₄/石墨烯復(fù)合電極材料的研究
    4.1 簡介
    4.2 實驗部分
    4.3 電池制作及測試參數(shù)
    4.4 樣品結(jié)構(gòu)性能分析
        4.4.1 X-射線衍射分析
        4.4.2 紅外光譜分析
        4.4.3 掃描電鏡分析
        4.4.4 透射電鏡分析
        4.4.5 拉曼光譜分析
        4.4.6 熱重曲線分析
        4.4.7 氮氣吸附脫附曲線分析
        4.4.8 充放電循環(huán)性能分析
        4.4.9 循環(huán)伏安性能分析
        4.4.10電化學(xué)阻抗分析(EIS)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 溶劑熱法制備纖維狀Fe₃O₄負(fù)極材料的研究
    5.1 簡介
    5.2 實驗部分
    5.3 電池測試參數(shù)
    5.4 樣品結(jié)構(gòu)性能分析
        5.4.1 X-射線衍射分析
        5.4.2 掃描電鏡分析
        5.4.3 透射電鏡分析
        5.4.4 氮氣吸附脫附曲線分析
        5.4.5 充放電循環(huán)性能分析
        5.4.6 電化學(xué)阻抗分析(EIS)
        5.4.7 循環(huán)伏安性能分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：3952918