當(dāng)今世界,鋰離子電池因?yàn)榫哂心芰棵芏雀�、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦以及新能源汽車等領(lǐng)域,成為二次電池的市場主流。但是,隨著鋰離子電池的廣泛使用,人們開始越來越擔(dān)憂鋰礦價(jià)格的高漲及其礦產(chǎn)資源的緊缺。因此,發(fā)展新的二次電池體系成為了一種迫切需求。因?yàn)殁c資源的豐富性及其低廉的價(jià)格以及鋰離子和鈉離子相似的化學(xué)性質(zhì),最近鈉離子電池開始受到廣泛關(guān)注,并被認(rèn)為是鋰離子電池優(yōu)良的替代品。但是由于鈉離子的半徑(1.02A)要遠(yuǎn)大于鋰離子的半徑(0.76A),很難找到適合鈉離子脫嵌的電極材料,因而開發(fā)高容量的鈉離子電池電極活性材料已成為鈉離子電池研究的熱點(diǎn)。但是目前鈉離子電池負(fù)極活性材料的研究仍主要集中于碳材料領(lǐng)域,所以亟待開發(fā)高性能的負(fù)極活性材料。為此本文重點(diǎn)研究了金屬氧化物作為鈉離子電池負(fù)極材料,主要研究內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：1.采用溶膠凝膠法,以鈦酸四丁酯等為原料合成了納米TiO2作為鈉離子電池負(fù)極活性材料,并通過改進(jìn)的Hummers法合成了GO(氧化石墨),再對TiO2材料進(jìn)行復(fù)合和熱處理,研究不同的RGO(還原氧化石墨烯)復(fù)合比例(選取4wt.%、6wt.%和1 0wt.%)對活性材料電化學(xué)性能的影響。電化學(xué)性能測試結(jié)果表明,純TiO2作為負(fù)極活性材料具有166.2 mA h g-1的首次充電比容量。含6wt.%的RGO復(fù)合后的TiO2-RGO復(fù)合材料表現(xiàn)出顯著提高的循環(huán)性能和容量保持率,材料的初始比容量提高到564.5mA h g-1,并且在50次循環(huán)后,容量保持在227mA h g-1。2.采用水熱合成法,以鉬酸銨等為原料合成了納米MoO3作為鈉離子電池負(fù)極活性材料,并通過改進(jìn)的Hummers法合成了GO,對MoO3材料進(jìn)行復(fù)合,再通過后續(xù)熱處理,研究不同的RGO復(fù)合比例(選取4wt.%、6wt.%、10wt.%和15wt.%)對活性材料電化學(xué)性能的影響。電化學(xué)性能測試結(jié)果表明,純MoO3作為負(fù)極活性材料具有476.2 mA hg-1的首次充電比容量。含6wt.%石墨烯復(fù)合后的MoO3-RGO復(fù)合材料表現(xiàn)出明顯提高的循環(huán)性能和容量保持率,材料在50圈循環(huán)后,容量保持在208 mAh g-13.采用水熱合成法,以乙酸鈷等為原料合成了納米Co3O4作為鈉離子電池負(fù)極活性材料,并通過改進(jìn)的Hummers法制備了GO,對Co3O4材料進(jìn)行復(fù)合,再通過后續(xù)熱處理,研究不同的RGO復(fù)合比例(選取5wt.%、10wt.%)對活性材料的電化學(xué)性能影響。電化學(xué)性能測試結(jié)果表明,純Co3O4作為負(fù)極活性材料表現(xiàn)出326.2 mAhg-1的首次充電比容量。含10wt.%的RGO復(fù)合后的Co3O4-RGO復(fù)合材料表現(xiàn)出明顯提高的循環(huán)性能和容量保持率,含5wt.%的RGO復(fù)合后的Co3O4-RGO復(fù)合材料的初始放電比容量提高到768.6 mAhg-1,并且在50次循環(huán)后,容量保持在235mAhg-1。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TM912
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈉離子電池概述
    1.3 鈉離子電池正極材料
    1.4 鈉離子電池負(fù)極材料
    1.5 鈉離子電池電解液
    1.6 本課題研究方案及可行性分析
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)儀器及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
    2.2 材料的表征手段
    2.3 電池的組裝及電化學(xué)性能表征
2-RGO材料的制備以及表征'>第三章 TiO₂-RGO材料的制備以及表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
3-RGO材料的制備以及表征'>第四章 MoO₃-RGO材料的制備以及表征
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
3O₄-RGO材料的制備以及表征'>第五章 Co₃O₄-RGO材料的制備以及表征
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的工作總結(jié)
    6.2 展望
碩士期間發(fā)表論文
致謝

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