本文關(guān)鍵詞：金屬氧化物（硫化物）碳纖維復(fù)合材料的制備及儲(chǔ)鋰性能研究

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【摘要】：近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)能源的需求日益倍增,鋰離子電池由于體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)性能好、工作電壓寬、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。然而鋰離子電池在能量密度和功率密度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求,這限制了鋰離子電池應(yīng)用。因此,目前解決這一問(wèn)題較為有效的方法是在導(dǎo)電基底上生長(zhǎng)納米材料。本文采用水熱法在碳纖維上成功生長(zhǎng)不同種類(lèi)的過(guò)渡金屬氧化物(硫化物),探究它們作為鋰離子電池負(fù)極材料的優(yōu)勢(shì)。研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)：(1)通過(guò)水熱反應(yīng)和后續(xù)的熱處理成功在碳纖維上制備了NiCo2O4納米線,并將其直接應(yīng)用在鋰離子電池的負(fù)極材料中,NiCo2O4/碳纖維復(fù)合材料在200 mAg-1電流密度循環(huán)時(shí),表現(xiàn)出很高的容量(1408.4 mA h g-1),同時(shí)還具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性,循環(huán)53次后的容量為913mAhg-1。研究結(jié)果表明NiCo2O4/碳纖維復(fù)合材料具有較大的比表面積。(2)采用溶劑法在碳纖維上生長(zhǎng)了Ni-Co前驅(qū)體納米針,隨后經(jīng)過(guò)熱處理獲得NiO-CoO/碳纖維納米刷復(fù)合材料,并進(jìn)一步深入研究了NiO-CoO/碳纖維納米刷復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)制。NiO-CoO/碳纖維納米刷表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能,因此被用作鋰離子電池的負(fù)極材料。NiO-CoO/碳纖維納米刷可逆比容量為692 mAhg-1,在200 mA g-1電流密度下循環(huán)200次后,其比容量達(dá)到801 mA h g-1,該電極材料具有優(yōu)秀的倍率性能。這主要?dú)w咎于NiO-CoO/碳纖維納米刷獨(dú)特的微納結(jié)構(gòu),即較好的電子導(dǎo)電碳纖維形成了良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò), NiO-CoO納米針直接生長(zhǎng)在碳纖維表面上可避免團(tuán)聚和結(jié)構(gòu)坍塌,同時(shí)納米尺寸的電極材料縮短了離子遷移的距離,多重效應(yīng)的綜合作用使NiO-CoO/碳纖維納米刷電極材料發(fā)揮出良好的儲(chǔ)鋰性能。(3)采用簡(jiǎn)單可行的水熱法在碳纖維上合成MoS2納米片,并將其作為鋰離子電池負(fù)極材料來(lái)研究進(jìn)一步研究MoS2/碳纖維復(fù)合材料的電化學(xué)性能,該電極材料具有較高的容量743.43mAhg-1 (電流密度為200mAg-1),在300次循環(huán)后,容量為初始容量的68.54%,表明MoS2/碳纖維復(fù)合材料不僅具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性,而且具有很好的倍率性能。因此,MoS2/碳纖維復(fù)合材料是一種理想的鋰離子電池負(fù)極材料。
【關(guān)鍵詞】：NiCo_2O_4/碳纖維復(fù)合材料 NiO-CoO/碳纖維納米刷 MoS_2/碳纖維復(fù)合材料 鋰離子電池
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ342.742;TB33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 鋰離子電池13-20
• 1.1.1 鋰離子電池的發(fā)展13-14
• 1.1.2 鋰離子電池的特性及應(yīng)用14-15
• 1.1.3 鋰離子電池的工作原理15-16
• 1.1.4 鋰離子電池材料16-20
• 1.2 過(guò)渡金屬氧化物復(fù)合材料的概況及其儲(chǔ)鋰性能研究20-23
• 1.2.1 過(guò)渡金屬氧化物的儲(chǔ)鋰性能研究20-22
• 1.2.2 過(guò)渡金屬氧化物復(fù)合材料的儲(chǔ)鋰性能研究22-23
• 1.3 過(guò)渡金屬硫化物的概況及其儲(chǔ)鋰性能研究23-25
• 1.3.1 二硫化鉬的儲(chǔ)鋰性能研究23-24
• 1.3.2 其他硫化物的儲(chǔ)鋰性能研究24-25
• 1.4 論文依據(jù)和研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.4.1 論文依據(jù)25
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 第2章 NiCo_2O_4/碳纖維復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰性能研究26-33
• 2.1 前言26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑27
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27-28
• 2.2.3 電極材料的制備28
• 2.3 結(jié)果與討論28-32
• 2.3.1 NiCo_2O_4/碳纖維復(fù)合材料的形貌表征和結(jié)構(gòu)分析28-30
• 2.3.2 NiCo_2O_4/碳纖維復(fù)合材料鋰電性能的測(cè)試30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 NiO-CoO/碳纖維納米刷的制備及其儲(chǔ)鋰性能的研究33-44
• 3.1 前言33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備34-35
• 3.2.3 電極材料的制備35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-43
• 3.3.1 NiO-CoO/碳纖維納米刷的形貌表征36-40
• 3.3.2 NiO-CoO納米針的生長(zhǎng)過(guò)程及形成機(jī)理40-41
• 3.3.3 電極材料鋰電性能的測(cè)試41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 MoS_2/碳纖維核殼結(jié)構(gòu)的制備及其儲(chǔ)鋰性能的研究44-50
• 4.1 前言44-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備45-46
• 4.2.3 電極材料的制備46
• 4.3 結(jié)果與討論46-49
• 4.3.1 MoS_2/碳纖維的形貌表征46-47
• 4.3.2 電極材料的鋰電性能測(cè)試47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論與展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-62
• 致謝62-63
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)63

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6 畢鴻章;;四川省新萬(wàn)興碳纖維復(fù)合材料有限公司千噸級(jí)碳纖維項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)[J];高科技纖維與應(yīng)用;2009年04期

7 ;碳纖維復(fù)合材料[J];高科技纖維與應(yīng)用;2009年05期

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9 楊小平;黃智彬;張志勇;楊虎平;周宇君;;實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2010年03期

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2 常量;張建飛;;碳纖維復(fù)合材料在航空領(lǐng)域應(yīng)用初探[A];2010全國(guó)機(jī)械裝備先進(jìn)制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

3 胡良全;;碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)機(jī)遇[A];2011中國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

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6 李蘭柱;康仁科;;碳纖維復(fù)合材料無(wú)墊板高速鉆孔技術(shù)研究[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2006年

7 蔡良元;白樹(shù)城;;一種航天器用碳纖維復(fù)合材料百葉窗的研制[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2006年

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1 鄧敦望;碳纖維復(fù)合材料發(fā)展提速[N];中國(guó)石化報(bào);2010年

2 羅文;碳纖維復(fù)合材料開(kāi)拓尚需時(shí)日[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2010年

3 記者楊靜;碳纖維復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)委員會(huì)成立[N];中國(guó)建材報(bào);2011年

4 高欣 記者 徐舉;花園口碳纖維復(fù)合材料項(xiàng)目開(kāi)工[N];大連日?qǐng)?bào);2011年

5 勤勤;碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀[N];中國(guó)建材報(bào);2012年

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7 郎小兵;結(jié)構(gòu)性碳纖維復(fù)合材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室在航材院掛牌[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2010年

8 記者 劉亮;平?jīng)霭雽?dǎo)體碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園一期項(xiàng)目簽約[N];平?jīng)鋈請(qǐng)?bào);2011年

9 記者 劉亮;平?jīng)鎏祭w維復(fù)合材料一期項(xiàng)目通過(guò)初設(shè)評(píng)審[N];平?jīng)鋈請(qǐng)?bào);2011年

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1 李凌;碳纖維復(fù)合材料數(shù)字化超聲檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2007年

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3 周鵬;碳纖維復(fù)合材料工件切削表面粗糙度測(cè)量與評(píng)定方法研究[D];大連理工大學(xué);2011年

4 鮑永杰;C/E復(fù)合材料制孔缺陷成因與高效制孔技術(shù)[D];大連理工大學(xué);2010年

5 韓紅彥;生物降解聚合物/廢碳纖維復(fù)合材料的制備與性能及結(jié)晶行為研究[D];北京化工大學(xué);2012年

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