本文關鍵詞：石墨烯與金屬氧化物負極材料的復合　出處：《天津工業(yè)大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：與傳統(tǒng)的二次電池如鉛酸、鎳鉻、鎳氫等電池相比,鋰離子電池有很多優(yōu)點,目前在手機以及手提電動等小型電器中得到了廣泛的應用,鋰離子電池中起決定性作用的是正負極材料的性能,因此,在降低材料成本的同時提高材料性能是目前鋰離子電池面臨的重要問題。相較于正極材料,負極材料對電池容量的影響更大,而目前商業(yè)化的負極材料主要為碳負極材料。但是在充放電過程中產生的SEI膜,使鋰離子有較大的不可逆損失,影響電池的容量。金屬氧化物負極材料因其普遍具有較高的理論比容量,引起了越來越廣泛的關注,二氧化鈦作為一種重要的無機半導體材料,與傳統(tǒng)的石墨負極相比,具有較高的工作平臺電壓,良好的循環(huán)性能和較高的理論比容量。Fe2O3口Sn02因其具有成本低、環(huán)保無污染、振實密度較大,較高的充放電平臺電壓以及出色的理論比容量(約為1007mAh/g)等優(yōu)點,得到了越來越多的研究。但是金屬氧化物材料普遍存在的不足是材料充放電過程中體積變化較大以及材料的電子和離子導電率很低,為了減輕材料在充放電過程中的體積變化,提高材料的導電能力,降低材料的不可逆容量損失,提高材料的循環(huán)性能,將金屬氧化物與導電性能良好,比表面積較大的層狀石墨烯復合。1、本文通過改進的Hummers法合成了氧化石墨烯,對材料進行了表征,結果顯示層狀氧化石墨烯具有較大的比表面積。2、在不加任何活性物質和模板的情況下將二氧化鈦與石墨烯復合,并對材料的形貌進行了表征,測試了材料用于鋰離子電池的電化學性能。結果顯示,與GO復合后的材料性能較TiO2增加,當GO的重量比為5%時,復合材料的電化學性能最好,在電流密度為0.1C (C=150mA/g)下,充放電循環(huán)50個周期后,樣品的放電比容量仍保持在186.7mAh/g,循環(huán)保持率為55%。3、采用水熱法合成了Fe2O3/SnO2/rGO復合材料,比較了復合材料與未摻雜石墨烯的材料的電化學性能,結果顯示,與GO復合后材料的電化學性能較未復合的材料增加,復合材料在電流密度為01C (C=400mA/g)下,充放電循環(huán)50個周期后的放電比容量為303mAh/g,循環(huán)保持率為23%。
[Abstract]:With the two traditional secondary batteries such as lead-acid, nickel metal hydride, compared to batteries, lithium ion batteries have many advantages, at present in the mobile phone and portable electric and other small appliances have been widely used and plays a decisive role in the performance of lithium ion battery cathode materials is, therefore, to reduce the material cost and improve materials performance is an important problem facing the current lithium ion battery. Compared to the cathode material, anode material influence on the battery capacity is bigger, and the current commercial anode material is mainly carbon anode materials. But in the SEI membrane charge discharge generated in the process, the lithium ion has a larger irreversible loss, affecting the capacity of the battery metal oxide anode materials. Because of its generally has high theoretical capacity, has attracted more and more attention as a kind of inorganic titanium dioxide important semiconductor material, and the traditional graphite anode Compared with high voltage platform, good cycle performance and high theoretical capacity.Fe2O3 Sn02 due to its low cost, no environmental pollution, tap density, high voltage discharge platform and excellent theoretical capacity (about 1007mAh/g) has been studied more and more. But the lack of metal oxide materials is the material charge and discharge process of the large volume change of material and the electronic and ionic conductivity is very low, in order to reduce the volume change of materials during the charge discharge process, the conductivity of materials, reduce the material loss of irreversible capacity, improve the cycle performance, will and conductive properties the specific surface area of metal oxide, layered graphene composite.1 is larger, the graphene oxide was synthesized by the improved Hummers method, the materials were characterized. The results show layered The graphene oxide is larger than the surface area of.2, without any active substance and the template of TiO2 and graphene composite, and the materials were characterized, materials for the electrochemical properties of lithium ion batteries. The test results show that the properties of GO materials and composite was higher than TiO2, when the weight ratio of GO is 5%, the electrochemical properties of the composite is best, when the current density is 0.1C (C=150mA/g), 50 charge discharge cycles, the discharge specific capacity of samples remained at 186.7mAh/g, cyclic retention rate is 55%.3, Fe2O3/SnO2/rGO composites were synthesized by hydrothermal method. The comparison of the electrochemical properties. Composite materials with undoped graphene materials showed that the compound with GO on the electrochemical performance of the material is composite material increases, composite materials in the current density of 01C (C=400mA/g), charge discharge cycle for 50 weeks The discharge specific capacity after the period is 303mAh/g, and the cycle retention rate is 23%.

【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912;TB33

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本文編號：1417909