本文選題：天然石墨 + 碳納米管　； 參考：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,用納米碳材料改性天然石墨鋰離子電池負(fù)極材料,為制備出容量高、倍率性能好和循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)良的天然石墨復(fù)合負(fù)極材料做了系統(tǒng)的研究。通過(guò)溶膠凝膠再高溫煅燒制備碳納米管/天然石墨、碳納米管/石墨烯/天然石墨復(fù)合負(fù)極材料,采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)和電化學(xué)性能測(cè)試等技術(shù)對(duì)復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行分析。探討不同煅燒溫度、碳納米管比例以及石墨烯比例等條件對(duì)天然石墨電化學(xué)性能的影響,取得以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不同煅燒溫度(650℃、700℃、750℃、800℃)對(duì)碳納米管/天然石墨復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能有很大的影響。在650℃,紅外光譜和XRD上顯示有含氧官能團(tuán)峰,在750℃以上,含氧官能團(tuán)消失。本文的最佳煅燒溫度750℃,復(fù)合材料在0.1C的首次充放電比容量高達(dá)409和417mAh/g,循環(huán)性能和大倍率性能都較好。不同碳納米管的質(zhì)量比(1%、3%、5%、7%、9%)對(duì)碳納米管/天然石墨復(fù)合材料的微觀表面結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能的影響。碳納米管比例增大,天然石墨表面的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密,比重為7%時(shí),碳納米管能在天然石墨表面形成一層完美的三維導(dǎo)電的毛絨絨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果:碳納米管/天然石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能隨碳納米管含量的增加先上升后降低。碳納米管比重為7%的天然石墨復(fù)合材料充放電比容量有427和438mAh/g,比純天然石墨提高了19%和20%,在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C的電流密度下,充電比容量分別為427、417、408、379和345 mAh/g,大倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性明顯提高。石墨烯與碳納米管協(xié)同包覆改性天然石墨,有效阻止碳納米管的團(tuán)聚和石墨烯片層的堆積,使天然石墨表面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加通暢,為鋰離子的運(yùn)輸架起無(wú)數(shù)的“導(dǎo)電橋”。石墨烯的不同質(zhì)量比(2%、3%、4%、5%)對(duì)碳納米管/石墨烯/天然石墨復(fù)合材料的電化學(xué)性能的影響做了詳細(xì)研究,當(dāng)石墨烯的質(zhì)量比為4%時(shí),各項(xiàng)電化學(xué)性能效果最佳。碳納米管/石墨烯/天然石墨復(fù)合材料在0.1C的首次充放電比容量高達(dá)470和479mAh/g,庫(kù)倫效率為98.1%,循環(huán)100次后,充電比容量仍有442mAh/g,容量保持率94.0%。在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C的大倍率電流條件下,充電比容量分別為470、456、433、405和355 mAh/g,大倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性較碳納米管/天然石墨、石墨烯/天然石墨、天然石墨都有極大地改善。
[Abstract]:The effects of different calcining temperature ( 650 鈩，

本文編號(hào)：2015757