CVD法制備石墨烯包覆的鋰、鈉離子電池負(fù)極材料及其儲(chǔ)能性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-28 03:34
石墨烯是一種優(yōu)秀的碳納米材料,其擁有超大的比表面積,優(yōu)異的光電性能以及機(jī)械強(qiáng)度。近幾年來(lái),關(guān)于在各種氧化物、電介質(zhì)、半導(dǎo)體等非催化性的平面襯底表面上生長(zhǎng)石墨烯的研究已經(jīng)取得了不少進(jìn)展。然而,由于微納米顆粒表面的復(fù)雜性(尺寸、幾何形狀、粗糙度、缺陷、表面化學(xué)等因素),在顆粒上生長(zhǎng)石墨烯仍然是一個(gè)較少被觸及的領(lǐng)域。目前,制備石墨烯/納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法主要分為兩類:即濕法和干法。其中,濕法通過(guò)將氧化石墨烯(GO)或還原氧化石墨烯(RGO)分散于水或有機(jī)溶劑中,與有機(jī)/無(wú)機(jī)金屬鹽前驅(qū)體反應(yīng),形成石墨烯/納米顆粒復(fù)合物。濕法工藝簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)、成本低、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣化,但是制備的石墨烯質(zhì)量不高,并且難以避免石墨烯的堆疊問(wèn)題。干法即化學(xué)氣相沉積(CVD)法,該法可以直接在顆粒表面生長(zhǎng)石墨烯,大幅度提高粉末的導(dǎo)電性能。但是,采用CVD方法直接生長(zhǎng)石墨烯一般需要較高的溫度(800-1000℃),并且石墨烯生長(zhǎng)的均勻性與制備效率問(wèn)題都亟待解決;诖,本論文分別采用傳統(tǒng)CVD法,以及創(chuàng)新的流化床-微波等離子體化學(xué)氣相沉積法(FB-PCVD)直接在負(fù)極顆粒表面生長(zhǎng)石墨烯,并探究了該種石墨烯復(fù)合...
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
柱狀鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 池的結(jié)構(gòu)與工作原理的工作原理與鋰離子電池相近,通過(guò)鈉離子在極間的可逆擴(kuò)散完電池。如圖 1.3 所示,充電時(shí),正極材料的 Na+脫出,經(jīng)電解液同時(shí),同等數(shù)量的電子經(jīng)外電路從正極傳輸?shù)截?fù)極,保持電荷平回到未充電的原始狀態(tài)。理想的鈉離子電池,鈉離子可以在極間生結(jié)構(gòu)變化,因此鈉離子電池是一種高效的二次電池。
碩士研究生學(xué)位論文 表 1.1 石墨烯的理化性質(zhì)質(zhì) 載流子遷移率:2 105cm2V-1S-1;室溫量子霍爾質(zhì) 比表面積:2630 m2g-1;質(zhì) 拉伸強(qiáng)度:125Gpa;楊氏模量:42 N/m2;質(zhì) 熱導(dǎo)率:5000W/m K;質(zhì) 單層透過(guò)率:97.7%;是石墨烯研究中最重要的問(wèn)題之一,石墨烯的制備方法根據(jù)分為固相法、液相法和氣相法三大類,如圖 1.4 所示。固相延生長(zhǎng)法,機(jī)械剝離法是通過(guò)外部機(jī)械力從高度定向的熱解獲得高質(zhì)量的石墨烯,但是生產(chǎn)效率較低,不適用于大規(guī)模真空石墨化在單晶 SiC 上外延生長(zhǎng)石墨烯,這種方法制備的大,但是反應(yīng)溫度和成本偏高。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯的結(jié)構(gòu)、性能及潛在應(yīng)用[J]. 鐘雨嘉,朱宏偉. 物理. 2018(11)
[2]還原氧化石墨烯/TiO2復(fù)合材料在鈉離子電池中的電化學(xué)性能[J]. 許婧,楊德志,廖小珍,何雨石,馬紫峰. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]微波等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)諧振腔研究[J]. 邱瑞,周長(zhǎng)庚,羅勇. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[4]Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries[J]. YIN YaXia,WAN LiJun & GUO YuGuo CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China. Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[5]鋰離子電池(RCB)的研究現(xiàn)狀[J]. 黃振謙,張昭. 電池. 1995(03)
本文編號(hào):2943053
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
柱狀鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 池的結(jié)構(gòu)與工作原理的工作原理與鋰離子電池相近,通過(guò)鈉離子在極間的可逆擴(kuò)散完電池。如圖 1.3 所示,充電時(shí),正極材料的 Na+脫出,經(jīng)電解液同時(shí),同等數(shù)量的電子經(jīng)外電路從正極傳輸?shù)截?fù)極,保持電荷平回到未充電的原始狀態(tài)。理想的鈉離子電池,鈉離子可以在極間生結(jié)構(gòu)變化,因此鈉離子電池是一種高效的二次電池。
碩士研究生學(xué)位論文 表 1.1 石墨烯的理化性質(zhì)質(zhì) 載流子遷移率:2 105cm2V-1S-1;室溫量子霍爾質(zhì) 比表面積:2630 m2g-1;質(zhì) 拉伸強(qiáng)度:125Gpa;楊氏模量:42 N/m2;質(zhì) 熱導(dǎo)率:5000W/m K;質(zhì) 單層透過(guò)率:97.7%;是石墨烯研究中最重要的問(wèn)題之一,石墨烯的制備方法根據(jù)分為固相法、液相法和氣相法三大類,如圖 1.4 所示。固相延生長(zhǎng)法,機(jī)械剝離法是通過(guò)外部機(jī)械力從高度定向的熱解獲得高質(zhì)量的石墨烯,但是生產(chǎn)效率較低,不適用于大規(guī)模真空石墨化在單晶 SiC 上外延生長(zhǎng)石墨烯,這種方法制備的大,但是反應(yīng)溫度和成本偏高。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯的結(jié)構(gòu)、性能及潛在應(yīng)用[J]. 鐘雨嘉,朱宏偉. 物理. 2018(11)
[2]還原氧化石墨烯/TiO2復(fù)合材料在鈉離子電池中的電化學(xué)性能[J]. 許婧,楊德志,廖小珍,何雨石,馬紫峰. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]微波等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)諧振腔研究[J]. 邱瑞,周長(zhǎng)庚,羅勇. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[4]Silicon-based nanomaterials for lithium-ion batteries[J]. YIN YaXia,WAN LiJun & GUO YuGuo CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China. Chinese Science Bulletin. 2012(32)
[5]鋰離子電池(RCB)的研究現(xiàn)狀[J]. 黃振謙,張昭. 電池. 1995(03)
本文編號(hào):2943053
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