鋰離子二次電池作為新一代儲(chǔ)能器件,具有長(zhǎng)循環(huán)壽命、高能量密度和高功率密度等特征,廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和大規(guī)模儲(chǔ)能等領(lǐng)域。但是目前商用鋰離子二次電池的能量密度受限于較低的正負(fù)極材料放電容量,已經(jīng)不能滿足人們對(duì)高能量密度電池日益增長(zhǎng)的需求。金屬鋁負(fù)極擁有993 mAh/g的理論容量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有商品化石墨負(fù)極材料(372 mAh/g),有望極大程度提高鋰離子電池的能量密度。與此同時(shí),金屬鋁具有儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),使其有望成為最具潛力的新一代鋰離子電池負(fù)極材料。然而由于鋁基負(fù)極在脫嵌鋰的過程中會(huì)發(fā)生巨大體積變化而導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)破壞,金屬鋁表面致密的氧化層會(huì)阻礙鋰離子和電子的快速傳輸?shù)热秉c(diǎn)。構(gòu)建特定的微納結(jié)構(gòu)已被認(rèn)為是提高鋁負(fù)極循環(huán)性能的有效解決手段,但由于金屬鋁的高化學(xué)活性和高還原電勢(shì),其有序納米結(jié)構(gòu)的制備一直是個(gè)巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)以上問題,本課題發(fā)展了一種液相還原方法制備鋁的多級(jí)納米結(jié)構(gòu),通過調(diào)控溫度、鋁鹽種類、溶劑和配體等一系列反應(yīng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了鋁納米結(jié)構(gòu)的低溫自組裝合成。在此基礎(chǔ)上構(gòu)筑了鋁納米片與碳納米管的復(fù)合結(jié)構(gòu),并研究了該材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的放電容量和循環(huán)性能。研究工...

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 鋰離子二次電池簡(jiǎn)述
        1.2.1 電池的構(gòu)成
        1.2.2 電池的工作原理
    1.3 鋰離子二次電池鋁基負(fù)極材料研究進(jìn)展
        1.3.1 零維Al基負(fù)極材料
        1.3.2 一維Al基負(fù)極材料
        1.3.3 二維Al基負(fù)極材料
    1.4 鋁納米材料的制備
        1.4.1 機(jī)械球磨法
        1.4.2 氣相冷凝法
        1.4.3 鋁烷分解法
        1.4.4 液相還原法
    1.5 本論文的主要內(nèi)容及研究意義
第二章 鋁納米結(jié)構(gòu)的液相調(diào)控合成
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.2.1 主要的實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 主要的實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 鋁納米片的制備
        2.3.2 樣品表征
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 溫度的影響
        2.4.2 鋁鹽的影響
        2.4.3 溶劑的影響
        2.4.4 配體的影響
        2.4.5 其他影響因素(還原劑,實(shí)驗(yàn)裝置)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 碳納米管-鋁多級(jí)納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其儲(chǔ)鋰性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        3.2.1 主要的實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 主要的實(shí)驗(yàn)儀器
    3.3 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.1 Al納米片和碳納米管復(fù)合物(Al-NS-CNTs)的制備
        3.3.2 Al納米顆粒和碳納米管復(fù)合物(Al-NP-CNTs)的制備
        3.3.3 物相和形貌表征
        3.3.4 電池的裝配及電化學(xué)性能測(cè)試
    3.4 結(jié)果與討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
研究成果及發(fā)表的學(xué)位論文
致謝
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：4002740